高考物理总复习实验一 探究匀变速直线运动的特点.docVIP

实验一探究匀变速直线运动的特点

【必备知识·自主排查】

一、实验思路与操作

装置图与思路

操作要领

思路：小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，就可以知道小车运动的速度随时间变化的情况．

注意：(1)不需要平衡摩擦力．

(2)不需要满足悬挂槽码的质量远小于小车的质量

(1)安装：固定好实验器材，并连接好电路；

(2)靠近：小车停在靠近打点计时器的位置；

(3)先后：启动计时器，然后放开小车，让它拖着纸带运动，在纸带上打下一行小点；

(4)关闭：关闭电源，取下纸带；

(5)更换：增减所挂的槽码(或在小车上放置重物)，更换纸带，再做两次实验

二、数据测量及数据分析

1．数据测量

(1)舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，作为计时起点，以后依次每隔四个点取一个计数点，并标明0，1，2，3，4，…，如图所示．

(2)依次测出01，02，03，04，…的距离x1，x2，x3，x4，…，填入设计表中．

(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝x22T、v2＝x3-x12T、v3＝x

2．数据分析

(1)以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．根据表中的v、t数据，在坐标系中描点作出v-t图像．

(2)观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律．

3．实验结论

小车的速度随时间均匀增加．

三、误差分析

1．根据纸带测量的位移有误差．

2．电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．

3．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．

4．用作图法，作出的v-t图像并不是一条直线．

5．木板的粗糙程度并非完全相同．,

认识“两种仪器”

(1)作用：计时仪器，接频率为50Hz的交变电流，每隔0.02s打一次点．

(2)工作条件电磁打点计时器：

区分计时点和计数点：

(1)计时点和计数点

计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02s；计数点是人们根据需要选择一定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的规则而定．

(2)纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计时点越稀疏．

【关键能力·分层突破】

考点一教材原型实验

例1某同学用打点计时器测量小车的瞬时速度和加速度，实验室提供了以下器材：

(1)打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计．其中在本实验中不需要的器材是________．

(2)如图所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔T＝0.02s，其中x1＝7.05cm、x2＝7.68cm、x3＝8.33cm、x4＝8.95cm、x5＝9.61cm、x6＝10.26cm.

表中列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度．

对应点

B

C

D

E

F

速度/(m·s－1)

0.737

0.801

0.994

(3)以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度—时间关系图线．

(4)根据画出的小车的速度—时间关系图线计算出的小车的加速度a＝________m/s2(结果保留两位有效数字)．

(5)如果当时交变电流的频率是f＝49Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________(填“大”或“小”)

【跟进训练】

1.某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验．装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带．

(1)关于该实验，下列说法正确的是________．

A．打点时先释放纸带再接通电源

B．应使重物的质量远小于小车的质量

C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响

D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行

(2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB＝______；小车运动的加速度a＝______．

(3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v-t图像，你认为作图正确的是________．

2．某同学利用图(a)所示的实验装置探究物块速度随时间的变化．物块放在桌面上，细绳的一端与物块相连，另一端跨过滑轮挂上钩码．打点计时器固定在桌面左端，所用交流电源频率为50Hz.纸带穿过打点计时器连接在物块上．启动打点计时器，释放物块，物块在钩码的作用下拖着纸带运动．打点计时器打出的纸带如图(b)所示(图中相邻两点间有4个点未画出)．