2018届高考物理一轮复习 实验 专题 研究匀变速直线运动导学案1.doc

实验：研究匀变速直线运动 知识梳理 一、基本原理与操作 二、数据处理与分析 1．匀变速直线运动的判断 (1)如图所示，0、1、2…为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，即两连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 (2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v－t图象。若v－t图线是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。 2．由纸带求物体运动速度的方法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，vn＝。 3．利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)逐差法：根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔)，求出a1＝，a2＝，a3＝，再算出a1、a2、a3的平均值a＝＝×(＋＋) ＝，即为物体的加速度。 (2)图象法：如图所示，以打某计数点时为计时起点，利用vn＝求出v－t图象，图象的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度。 认识“两种仪器” 1．作用：计时仪器，接频率为50 Hz交变电流，每隔0.02 s打一次点 2. 区别“两种点” 1．计时点和计数点的比较 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0.02 s；计数点是人们根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定，如每5个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1 s。 2．纸带上相邻的两点的时间间隔均相同，速度越大，纸 注意事项 1．平行：纸带和细绳要和木板平行。 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，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 4．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。 5．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。 热点一　实验原理与实验操作 【例1】　 ①请完成以下主要实验步骤：按图1(a)安装实验器材并连接电源；竖直提起系有重物的纸带，使重物________(填“靠近”或“远离”)计时器下端；______________，____________，使重物自由下落；关闭电源，取出纸带；换新纸带重复实验。 ②图(b)和(c)是实验获得的两条纸带，应选取________(填“b”或“c”)来计算重力加速度。在实验操作_________________________________________。 图1 解析　①为了使纸带打下的点多一些，竖直提起悬吊重物的纸带时应使重物靠近打点计时器下端，且应先接通电源，再释放纸带，使重物自由下落 ②重物下落是匀加速运动，故应选“b”来计算重力加速度；重物下落过程中系统受重力，空气阻力，纸带与打点计时器间的摩擦力等。 答案　①靠近　先接通打点计时器电源，再释放纸带 ②b　纸带与打点计时器之间有摩擦 热点二　数据处理与分析 【例2】　(2016·海南单科，11)某同学利用图2(a)所示的实验装50 Hz。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)。 (a) (b) 图2 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： (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/s2。(保留两位有效数字) 解析　(1)根据匀变速直线运动中中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，所以vB＝＝ m/s＝0.56 m/s，vD＝＝ m/s＝0.96 m/s； (2)根据题意，该同学认为物块的运动为匀加速运动，则根据速度公式vD＝vB＋a·2T，代入数据整理可以得到a＝2.0 m/s2。 答案　(1)0.56　0.96　(2)2.0 热点三　实验的改进与创新 高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新而知识旧。因此做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题。 1．实验器材的改进及速度的测量方法 2．获得加速度方法的改进 长木板倾斜靠重力获得加速度，如图甲、乙所示靠 【例3】　某同学用图3（a）所示的实验装置测量物块与斜面之间的动摩擦因数。已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz，物块下