1、1实验一 研究匀变速直线运动考纲解读 1.练习正确使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度基本实验要求1 实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器 )、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片2 实验步骤(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸
2、带；(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析3 注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能2在约 50 cm 的纸带上清楚地取出 67 个计数点为宜规律方法总结1 数据处理(1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等(2)处理的方法分析物体的运动性质测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确
3、定物体的运动性质利用逐差法求解平均加速度a1 ，a 2 ，a 3 ax4 x13T2 x5 x23T2 x6 x33T2 a1 a2 a33利用平均速度求瞬时速度：v n xn xn 12T dn 1 dn 12T利用速度时间图象求加速度a作出速度时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度2 依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x 2、x 3xn是相邻两计数点间的距离(2)x 是两个连续相等的时间里的位移差：x 1x 2x 1，x 2x 3x 2.(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔： T0.02n(打点计时器的频率为 50 Hz，n 为两
4、计数点间计时点的间隔数)(4)xaT 2，因为 T 是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度 a 也为恒量，所以 x必然是个恒量这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.考点一 对实验操作步骤的考查例 1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有_A拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电源C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码D取下纸带，然后断开电源E将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点
5、计时器的限位孔3_将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号 G、H)；实验步骤的合理顺序为：_.例 2 (2012山东理综21(1)某同学利用如图 1 所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)从纸带上便于测量的点开始，每 5 个点取 1 个计数点，相邻计数点间的距离如图 2 所示打点计时器电源的频率为 50 Hz.图 1图 2通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点_和_之间某时刻开始减速计数点 5 对应的速度大小为_m /s，计数点 6 对应的速度大小为_m/s.(保留三位有效数字 )物块
6、减速运动过程中加速度的大小为 a_m/s 2.1运动性质的判断：看相邻计 数点间的距离特点2瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬 时速度3加速度的求解：(1)vt 图象法；(2) 推论法：x aT 2；(3)逐差法例 3 某校研究性学习小组的同学用如图 3 甲所示的滴水法测量一小车在斜面上运动时的加速度实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每 0.2 s 滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准) ；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；随即在撤去浅盘的同时放开
7、小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是 x011.40 cm，x 122.15 4cm，x 232.91 cm，x 343.65 cm，x 454.41 cm，x 565.15 cm.试问：图 3(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的_原理类似(2)由纸带数据计算可得计数点 4 所代表时刻的瞬时速度 v4_m/s，小车的加速度 a_m/s 2.(结果均保留两位有效数字 )创新方向盘点以教材中的实验为背景，通过 改变实验条件、 实验仪器设置 题目，不脱离教材而又不拘泥教材，体现开放性、探究性等特点盘
8、点 1 实验器材的改进为了保证小车真正做匀加速直线运动，用气垫导轨 长木板 替 代 用频闪照相或光电计时器 打点计时器 替 代 盘点 2 在新情景下完善实验步骤及数据分析1 如图 4 所示，在“探究匀变速运动的规律”的实验中图 4(1)为消除摩擦力对实验的影响，可以使木板适当倾斜以平衡摩擦阻力，则在不挂钩码的情况下，下面操作正确的是 ( )A未连接纸带前，放开小车，小车能由静止开始沿木板下滑B未连接纸带前，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑C放开拖着纸带的小车，小车能由静止开始沿木板下滑D放开拖着纸带的小车，轻碰小车，小车能匀速稳定下滑(2)图 5 是实验中得到的一条纸带的一部分，在纸带上取相邻的计
9、数点 A、B、C、D、E.若相邻的计数点间的时间间隔为 T，各点间距离用图中长度表示，则打 C 点时小车的速5度可表示为 vC_，小车的加速度可表示为 a_.图 52 如图 6 所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的左端，另一端系在小车上一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带和，纸带上的 a、b、c均为打点计时器打出的点图 6(1)任选一条纸带读出 b、c 两点间距离为_；(2)任选一条纸带求出 c、e 两点间的平均速度大小为_，纸带和上 c、e 两点间的平均速度 _ (填“大于” 、 “等于”或“小于”) ；v v(3)图中_(
10、 填选项字母 )A两条纸带均为用装置甲实验所得B两条纸带均为用装置乙实验所得C纸带为用装置甲实验所得，纸带 为用装置乙实验所得D纸带为用装置乙实验所得，纸带 为用装置甲实验所得3 光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图 7 甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 a、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中 MN 是水平桌面，Q 是长木板与桌面的接触点，1 和 2是固定在长木板适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端 P 点悬有一铅锤实
11、验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的计时器显示的挡光时间分别为 1.0102 s 和 4.0103 s用精度为 0.05 mm 的游标卡尺测量滑块的宽度 d，其示数如图丙所示6图 7(1)滑块的宽度 d_ cm.(2)滑块通过光电门 1 时的速度 v1_ m/s，滑块通过光电门 2 时的速度v2_ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度 v1 和 v2 只是一个近似值，它们实质上是通过光电门 1 和 2 时的_，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些4 图 8 是“ 研究匀变速直线运动 ”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D 和 E
12、 为纸带上六个计数点，加速度大小用 a 表示图 8(1)OD 间的距离为_ cm.(2)图 9 是根据实验数据绘出的 st 2 图线(s 为各计数点至同一起点的距离 )，斜率表示_，a_ m/s 2(结果保留三位有效数字)图 95 物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数实验装置如图 10 甲所 示，打点计时器固定在斜面上，滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下图乙是打出的纸带的一段7图 10(1)已知打点计时器使用的交流电频率为 50 Hz，选 A、B、C、D、E、F、G 7 个点为计数点，且各计数点间均有一个点没有画出滑块下滑的加速度 a_m/s 2.(2)为测量动摩擦因数
13、，下列物理量中还应测量的有_ ( 填入所选物理量前的字母)A木板的长度 LB木板的末端被垫起的高度 hC木板的质量 m1D滑块的质量 m2E滑块运动的时间 t(3)测量第(2)问中所选定的物理量需要的实验器材是_(4)滑块与木板间的动摩擦因数 _( 用所测物理量表示，重力加速度为 g)与真实值相比，测量的动摩擦因数_( 填“偏大”或“偏小”) 写出支持你看法的一个论据：_.真题回顾 能力突破 熟悉历年考题 提升综合能力1、 （2016 海南卷）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
14、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)。根据实验数据分析，该同学认为物块的运动为匀加速运动。回答下列问题：8（1）在打点计时器打出 B 点时，物块的速度大小为_m/s。在打出 D 点时，物块的速度大小为_m/s；（保留两位有效数字）（2）物块的加速度大小为_m/s。 （保留两位有效数字）2、 （2010 江苏卷）为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示） 。实验时，平衡小
15、车与木板之间的摩擦力后，在小车上安装一薄板，以增大空气对小车运动的阻力。（1）往砝码盘中加入一小砝码，在释放小车 （选填“之前”或“之后” ）接通打点计时器的电源，在纸带上打出一系列的点。（2）从纸带上选取若干计数点进行测量，得出各计数点的时间 t 与速度 v 的数据如下表：请根据实验数据作出小车的 v-t 图像。（3）通过对实验结果的分析，该同学认为：随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力将变大，你是否同意他的观点？请根据 v-t 图象简要阐述理由。3、 （2015 新课标 2 卷）某学生用图（a）琐事的实验装置测量物块与斜面的懂摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为 50Hz，物块下滑过
16、程中所得到的只带的一部分如图（ b）所示，图中标出了 5 个连续点之间的距离。9（1） 物块下滑是的加速度 a= m/s2；打点 C 点时物块的速度_V= M/S;_.（2） 已知重力加速度大小为 g，求出动摩擦因数，还需测量的物理量是（天正确答案标号）A 物块的质量 B 斜面的高度 C 斜面的倾角4、 （2011 年 高考山东理综卷）某 探 究 小 组 设 计 了 “用 一 把 尺 子 测 定 动 摩 擦 因 数 ”的 实 验 方案 。 如 图 所 示 ， 将 一 个 小 球 和 一 个 滑 块 用 细 绳 连 接 ， 跨 在 斜 面 上 端 。 开 始 时 小 球 和 滑 块 均 静止 ，
17、 剪 断 细 绳 后 ， 小 球 自 由 下 落 ， 滑 块 沿 斜 面 下 滑 ， 可 先 后 听 到 小 球 落 地 和 滑 块 撞 击 挡 板 的声 音 。 保 持 小 球 和 滑 块 释 放 的 位 置 不 变 ， 调 整 挡 板 位 置 ， 重 复 以 上 操 作 ， 直 到 能 同 时 听 到 小球 落 地 和 滑 块 撞 击 挡 板 的 声 音 。 用 刻 度 尺 测 出 小 球 下 落 的 高 度 H、 滑 块 释 放 点 与 挡 板 处 的 高度 差 h 和 沿 斜 面 运 动 的 位 移 x。 （ 空 气 阻 力 对 本 实 验 的 影 响 可 以 忽 略 ）（1）滑块沿斜
18、面运动的加速度与重力加速度的比值为_。（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为_。（3）以下能引起实验误差的是_。a滑块的质量 b当地重力加速度的大小c长度测量时的读数误差 d小球落地和滑块撞击挡板不同时5、 （2011 年高考广东理综卷）图( a)是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、 A、 B、 C、 D 和 E 为纸带上六个计数点。加速度大小用 a 表示。（1） OD 间的距离为_cm（2）图( b)是根据实验数据绘出的 s-t2图线（ s 为各计数点至同一起点的距离） ，斜率表示_，其大小为_m/s 2（保留三位有效数字） 。xhH挡板101 2 3cmO A B C D E图(a
19、)+s/cmt2/s2O 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.061.02.03.0图(b)6、 （2011 年高考安徽理综卷）为了测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上不同质量的砝码。实验测出了砝码的质量 m 与弹簧长度 l 的相应数据，其对应点已在图上标出。 （ g=9.8m/s2)m/克l/厘米2.52.01.51.00.50.08.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0作出 m-l 的关系图线；弹簧的劲度系数为 N/m。7、（2011年高考上海卷）如图，为测量作匀加速直线运动小车的加速度，将宽度均为 b的挡光片 A、 B固定在小车上，
20、测得二者间距为 d。A Bdb b当小车匀加速经过光电门时，测得两挡光片先后经过的时间 t 1和 t 2，则小车加速度 a= 。（多选题）为减小实验误差，可采取的方法是（ ）A增大两挡光片宽度 b B减小两挡光片宽度 bC增大两挡光片间距 d D减小两挡光片间距 d8、 （2011 年高考全国卷新课标版）利 用图 1 所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动，当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间 t。改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从
