高考物理一輪總復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教案實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) (含答案)-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

實(shí)驗(yàn)一　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)[實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯　用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．[實(shí)驗(yàn)原理]1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器作用計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02 s打一次點(diǎn)工作條件電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6 V以下交流電源電火花計(jì)時(shí)器：220 V交流電源紙帶上點(diǎn)的意義①反映和紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)情況②通過(guò)研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的位移2.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(1)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)時(shí)間間隔相等的不同時(shí)刻的速度分別為v1、v2、v3、v4…若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…則說(shuō)明物體在相等時(shí)間內(nèi)速度的增量相等，由此說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，即a＝＝＝＝…(2)沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4…若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…則說(shuō)明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且Δx＝aT2.3．速度、加速度的求解方法“平均速度法”求速度即vn＝，如圖所示“逐差法”求加速度即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確度“圖象法”求加速度即由“平均速度法”求出多個(gè)點(diǎn)的速度，畫(huà)出v－t圖象，直線的斜率即表示加速度[實(shí)驗(yàn)器材]　電火花計(jì)時(shí)器(或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車(chē)、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫(xiě)紙片．[實(shí)驗(yàn)步驟]1．把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路．2．把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車(chē)的后面，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行．實(shí)驗(yàn)裝置如圖，放手后，看小車(chē)能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行．3．把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次．4．從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4…測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x，并記錄填入表中.位置編號(hào)012345時(shí)間t/s0 x/m0 v/(m·s－1) 5.計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離Δx1、Δx2、Δx3…6．利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5的瞬時(shí)速度，填入上面的表格中．7．增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實(shí)驗(yàn)．[數(shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論]1．由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出v－t圖象(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖所示．(2)作一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的v－t圖象，它是一條傾斜的直線．2．由實(shí)驗(yàn)得出的v－t圖象進(jìn)一步得出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．有兩條途徑進(jìn)行分析：(1)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是一條傾斜的直線，如圖所示，當(dāng)時(shí)間增加相同的值Δt，速度也會(huì)增加相同的值Δv，由此得出結(jié)論：小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化．(2)既然小車(chē)的v－t圖象是一條傾斜的直線，那么v隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為v＝kt＋b，所以小車(chē)的速度隨時(shí)間均勻變化．[誤差分析]1．根據(jù)紙帶測(cè)量的位移有誤差．2．電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔不完全相等．3．紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測(cè)量誤差．4．用作圖法，作出的v－t圖象并不是一條直線．5．木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測(cè)量得到的加速度只能是所測(cè)量段的平均加速度．[注意事項(xiàng)]平行紙帶、細(xì)繩要和長(zhǎng)木板平行靠近釋放小車(chē)前，應(yīng)使小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置一先一后實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，后釋放小車(chē)；實(shí)驗(yàn)后先斷開(kāi)電源，后取下紙帶防止碰撞在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車(chē)停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地，小車(chē)與滑輪碰撞減小誤差小車(chē)另一端掛的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，避免速度過(guò)大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者速度太小，使紙帶上打的點(diǎn)過(guò)于密集紙帶選取選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)跡密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)準(zhǔn)確作圖在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè) 熱點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)原理與操作[典例1]　(2017·全國(guó)卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車(chē)在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間．實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車(chē)旁，如圖(a)所示．實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車(chē)．在小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)的6個(gè)水滴的位置．(已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴)(1)由圖(b)可知，小車(chē)在桌面上是 (填“從右向左”或“從左向右”)運(yùn)動(dòng)的．(2)該小組同學(xué)根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)．小車(chē)運(yùn)動(dòng)到圖(b)中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為 _m/s，加速度大小為 m /s2.(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)解析：(1)小車(chē)在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車(chē)在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)．(2)已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴，所以相鄰兩水滴間的時(shí)間間隔為：Δt＝ s＝ s，所以A點(diǎn)位置的速度為：vA＝ m/s＝0.19 m/s，根據(jù)逐差法可求加速度：(x4＋x5)－(x2＋x3)＝4a(Δt)2，解得a＝0.037 m/s2.答案：(1)從右向左　(2)0.19　 0.0371．某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用 (填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是4～6 V，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，它每隔 s打一次點(diǎn)．(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，接通電源與讓紙帶隨小車(chē)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作過(guò)程的操作順序應(yīng)該是(　　)A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源D．哪個(gè)先，哪個(gè)后都可以(3)實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)從打出的若干紙帶中選取一條紙帶，如圖所示，紙帶上按時(shí)間順序取A、B、C、D四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，用尺子測(cè)得相鄰各點(diǎn)間的距離為x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm.根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)可以判斷小車(chē)在做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，理由是 .(請(qǐng)用文字描述)；在計(jì)數(shù)點(diǎn)C所代表的時(shí)刻，紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度是m /s，小車(chē)的加速度是 m /s2.(以上兩空小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)解析：(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)．(2)在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放紙帶，A正確．(3)當(dāng)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差都相等時(shí)，小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．vC＝，T＝0.1 s可求得vC＝0.53 m/s由Δx＝x2－x1＝x3－x2＝aT2可得：a＝1.13 m/s2.答案：(1)交流　0.02　(2)A　(3)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等　0.53　1.13熱點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理與誤差分析[典例2]　某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)，他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50 Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶如圖，他在紙帶上便于測(cè)量的地方選取第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在這點(diǎn)下標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E.測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，他只測(cè)得AC長(zhǎng)為14.56 cm，CD長(zhǎng)為11.15 cm，DE長(zhǎng)為13.73 cm.(1)為了探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，該同學(xué)所取的計(jì)時(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù) ．(填字母序號(hào))A．偏少　　　 B．偏多　　　C．合適(2)若小車(chē)是做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由該同學(xué)所測(cè)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你幫他求出：打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度vC＝ m /s，小車(chē)的加速度a＝ m /s2，AB的距離應(yīng)為 cm，打A點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度vA＝ m /s.(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)解析：(1)本實(shí)驗(yàn)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，應(yīng)多取一些數(shù)據(jù)，根據(jù)逐差法求出加速度，再求平均值，而該同學(xué)只取兩組數(shù)據(jù)，計(jì)數(shù)點(diǎn)偏少，故A正確．(2)由于第1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在該點(diǎn)下標(biāo)明A，第6個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B，第11個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C，第16個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D，第21個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E.可知相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t＝0.1 s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，得vC＝＝ m/s＝0.986 m/s由于AC間的時(shí)間間隔T＝0.2 s，CE間的時(shí)間間隔也為T＝0.2 s，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可以求出加速度的大小，xCE－xAC＝Δx＝aT2a＝2.58 m/s2根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式xm－xn＝(m－n)aT2，xDE－xCD＝Δx＝2.58 cmxCD－xAB＝2Δx所以xAB＝xCD－2Δx＝5.99 cm根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度時(shí)間公式得vC＝vA＋2at解得：vA＝0.986－0.2×2.58＝0.470 m/s.答案：(1)A　(2)0.986　2.58　5.99　0.4702．在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶，如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)圖中沒(méi)有畫(huà)出．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接頻率為f＝50 Hz的交流電源．(1)打下E點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vE＝ .(用給定字母表示)(2)若測(cè)得d6＝65.00 cm，d3＝19.00 cm，物體的加速度a＝ m /s2.(3)如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率f＞50 Hz，但當(dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么測(cè)得的加速度值比真實(shí)值．(填“偏大”或“偏小”)解析：(1)每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為5T，利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論得vE＝＝.(2)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式Δx＝aT2可得a＝＝＝3.00 m/s2.(3)如果在某次實(shí)驗(yàn)中，交流電的頻率f＞50 Hz，T理>T實(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式Δx＝aT2得，a測(cè)＝<a實(shí)＝，偏?。?/span>答案：(1)　(2)3.00　(3)偏小[反思總結(jié)]從原理遷移和數(shù)據(jù)處理技巧上進(jìn)行創(chuàng)新1．復(fù)習(xí)啟示高考實(shí)驗(yàn)題一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)新情境．因此，要在夯實(shí)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上注意遷移創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，善于用教材中實(shí)驗(yàn)的原理、方法和技巧處理新問(wèn)題．2．原理演化(如圖所示)3．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)加速度的獲得：靠重物的拉力獲得加速度→長(zhǎng)木板傾斜靠重力獲得加速度．(2)速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶求速度→測(cè)定遮光片的寬度d和遮光片通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間Δt，由v＝求速度．(3)加速度的測(cè)量方法：由打點(diǎn)紙帶利用逐差法求加速度→利用經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，由速度位移關(guān)系式求加速度．熱點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)拓展與創(chuàng)新創(chuàng)新點(diǎn)一　實(shí)驗(yàn)器材的創(chuàng)新1．頻閃照片法[典例3]　現(xiàn)用頻閃照相方法來(lái)研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)．在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置，如圖所示．拍攝時(shí)頻閃頻率是10 Hz；通過(guò)斜面上固定的刻度尺讀取的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜面的長(zhǎng)度s.數(shù)據(jù)如下表所示．重力加速度大小g＝9.80 m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據(jù)表中數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a＝ m /s2.(保留三位有效數(shù)字)(2)因?yàn)椋芍泵媸谴植诘模?/span>解析：(1)頻閃照相中相鄰影像點(diǎn)的時(shí)間間隔相等，利用逐差法求物塊的加速度a＝＝4.30 m/s2.(2)若物塊沿光滑斜面下滑，對(duì)其受力分析，由牛頓第二定律可得：a′＝g＝5.88 m/s2，由物塊加速度a小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度a′，可知斜面是粗糙的．答案：(1)4.30　(2)物塊加速度小于g＝5.88 m/s2(或物塊加速度小于物塊沿光滑斜面下滑的加速度)2．光電門(mén)[典例4]　(2017·全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)研究在固定斜面上運(yùn)動(dòng)物體的平均速度、瞬時(shí)速度和加速度之間的關(guān)系．使用的器材有：斜面、滑塊、長(zhǎng)度不同的矩形擋光片、光電計(jì)時(shí)器．實(shí)驗(yàn)步驟如下：①如圖(a)，將光電門(mén)固定在斜面下端附近：將一擋光片安裝在滑塊上，記下?lián)豕馄岸讼鄬?duì)于斜面的位置，令滑塊從斜面上方由靜止開(kāi)始下滑；②當(dāng)滑塊上的擋光片經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，用光電計(jì)時(shí)器測(cè)得光線被擋光片遮住的時(shí)間Δt；③用Δs表示擋光片沿運(yùn)動(dòng)方向的長(zhǎng)度(如圖(b)所示)，表示滑塊在擋光片遮住光線的Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度大小，求出；④將另一擋光片換到滑塊上，使滑塊上的擋光片前端與①中的位置相同，令滑塊由靜止開(kāi)始下滑，重復(fù)步驟②、③；⑤多次重復(fù)步驟④；⑥利用實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)作出－Δt圖，如圖(c)所示．完成下列填空：(1)用a表示滑塊下滑的加速度大小，用vA表示擋光片前端到達(dá)光電門(mén)時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度大小，則與vA、a和Δt的關(guān)系式為＝ .(2)由圖(c)可求得vA＝ cm/s，a＝ cm/s2.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)解析：(1)設(shè)擋光片末端到達(dá)光電門(mén)的速度為v，則由速度時(shí)間關(guān)系可知：v＝vA＋aΔt，且＝聯(lián)立解得：＝vA＋aΔt；(2)由圖(c)可求得vA＝52.1 cm/s，a＝ cm/s2≈8.3 cm/s2，即a＝16.6 cm/s2.答案：(1)＝vA＋aΔt　(2)52.1　16.6創(chuàng)新點(diǎn)二　數(shù)據(jù)處理方法的創(chuàng)新[典例5]　利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車(chē)做變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，得到如圖所示的一條紙帶．在帶上共取了A、B、C、D、E、F、G七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成六條(分別叫a、b、c、d、e、f)，將這六條紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中，得到如圖所示的直放圖，最后將各紙帶上端中心連起來(lái)，于是得到表示v－t關(guān)系的圖象．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50 Hz，為表示v－t關(guān)系，圖中x軸對(duì)應(yīng)物理量是時(shí)間t，y軸對(duì)應(yīng)物理量是速度v.(1)若紙條c的長(zhǎng)度為6.0 cm，則圖中t3為 s，v3是紙條c段的速度，v3＝ m /s.(保留兩位有效數(shù)字)(2)若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2.0 cm，f段紙帶長(zhǎng)度為12.0 cm，則可求出加速度的大小為 m /s2.(保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1 s，則圖中t3＝2×0.1 s＋0.05 s＝0.25 s，v3是紙條c段的平均速度為：v3＝ m/s＝0.60 m/s.(2)根據(jù)xf－xa＝5aT2得：a＝ m/s2＝2.0 m/s2.答案：(1)0.25　平均　0.60　(2)2.0創(chuàng)新點(diǎn)三　實(shí)驗(yàn)方法的創(chuàng)新[典例6]　某同學(xué)想測(cè)出銀川當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g.為了減少誤差，他設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)如下：將一根長(zhǎng)直鋁棒用細(xì)線懸掛在空中(如圖甲所示)，在靠近鋁棒下端的一側(cè)固定電動(dòng)機(jī)M，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸處于豎直方向，在轉(zhuǎn)軸上水平固定一支特制筆N，借助轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的現(xiàn)象，將墨汁甩出形成一條細(xì)線．調(diào)整筆的位置，使墨汁在棒上能清晰地留下墨線．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)待轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后，用火燒斷懸線，讓鋁棒自由下落，筆在鋁棒上相應(yīng)位置留下墨線．圖乙是實(shí)驗(yàn)時(shí)在鋁棒上所留下的墨線，將某條合適的墨線A作為起始線，此后每隔4條墨線取一條計(jì)數(shù)墨線，分別記作B、C、D、E.將最小刻度為毫米的刻度尺的零刻度線對(duì)準(zhǔn)A，此時(shí)B、C、D、E對(duì)應(yīng)的刻度依次為14.68 cm、39.15 cm、73.41 cm、117.46 cm.已知電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3 000 r/min.求：(1)相鄰的兩條計(jì)數(shù)墨線對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為 s.(2)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得銀川當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣燃s為 m /s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)解析：(1)由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為3 000 r/min，則其頻率為50 Hz，故每隔0.02 s特制筆N便在鋁棒上畫(huà)一條墨線，又每隔4條墨線取一條計(jì)數(shù)墨線，故相鄰計(jì)數(shù)墨線間的時(shí)間是0.1 s.(2)用逐差法求鋁棒的加速度即為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g＝＝ m/s2＝9.79 m/s2.答案：(1)0.1　(2)9.791．(2018·甘肅河西五市一模)圖甲為在氣墊導(dǎo)軌上研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的示意圖，滑塊上裝有寬度為d(很小)的遮光條，滑塊在鉤碼作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，用光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間Δt以及遮光條從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的時(shí)間t，用刻度尺測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)之間的距離x.(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，示數(shù)如圖乙，則d＝ cm；(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，滑塊從光電門(mén)1的右側(cè)某處由靜止釋放，測(cè)得Δt＝50 ms，則遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v＝ m /s；(3)保持其他實(shí)驗(yàn)條件不變，只調(diào)節(jié)光電門(mén)2的位置，滑塊每次都從同一位置由靜止釋放，記錄幾組x及其對(duì)應(yīng)的t，作出－t圖象如圖丙，其斜率為k，則滑塊加速度的大小a與k關(guān)系可表達(dá)為a＝ .解析：(1)主尺：0.7 cm，游標(biāo)尺：對(duì)齊的是5，所以讀數(shù)為：5×0.1mm＝0.5mm＝0.05 cm，故遮光條寬度d＝0.75 cm.(2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為： v＝＝m/s＝0.15 m/s(3)據(jù)v＝＝及v＝v1＋a·得－t圖象的斜率k＝，解得a＝2k.答案：0.75　0.15　2k2．一個(gè)有一定厚度的圓盤(pán)，可以繞通過(guò)中心垂直于盤(pán)面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤(pán)加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角速度的增加量Δω與對(duì)應(yīng)時(shí)間Δt的比值定義為角加速度β(即β＝)．我們用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、游標(biāo)卡尺、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙來(lái)完成下述實(shí)驗(yàn)：(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50 Hz，A、B、C、D……為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)①如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，然后固定在圓盤(pán)的側(cè)面，當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤(pán)側(cè)面上；②接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)，啟動(dòng)控制裝置使圓盤(pán)勻加速轉(zhuǎn)動(dòng)；③經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量．(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得圓盤(pán)的直徑為6.0 cm.(2)由圖乙可知，打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí)，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 rad/s.(3)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度大小為 rad/s2.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 解析：(2)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí)，速度為vD＝＝ m/s＝0.417 m/s故ω＝＝ rad/s＝13.9 rad/s.(3)紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度為a＝＝＝ m/s2＝0.705 m/s2由于β＝，ω＝，故角加速度為β＝＝ rad/s2＝23.5 rad/s2.答案：(2)13.9　(3)23.53．(2018·黑龍江哈爾濱六中模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置來(lái)測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕僮鞑襟E如下：①安裝實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門(mén)和紙杯在同一豎直線上；②打開(kāi)試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門(mén)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖上未畫(huà)出)測(cè)量出兩個(gè)光電門(mén)之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間的平均速度v；③保持光電門(mén)1的位置不變，改變光電門(mén)2的位置，重復(fù)②的操作，測(cè)出多組(h，t)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度；④畫(huà)出v－t圖象．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問(wèn)題：(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門(mén)1時(shí)的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g.則小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間的平均速度v的表達(dá)式為．(用v0、g和t表示)(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出v－t圖象.實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456h(cm)10.0020.0030.0040.0050.0060.00t(s)0.0690.1190.1590.1950.2260.255v(m/s)1.451.681.892.052.212.35(3)根據(jù)v－t圖象，可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝ _m/s2，小球通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度為 m /s.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度得小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間平均速度v的表達(dá)式為：v＝v0＋gt.(2)根據(jù)數(shù)據(jù)作出v－t圖象：(3)小鐵球通過(guò)兩光電門(mén)間平均速度v的表達(dá)式為：v＝v0＋gt，所以v－t圖象的斜率表示g，所以當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝2k＝9.7 m/s2，根據(jù)v－t圖象得出v0＝1.10 m/s，即小球通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度為1.10 m/s.答案：(1)v＝v0＋gt　(2)見(jiàn)解析　(3)9.7　1.10

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