《探究速度随时间的变化规律.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《探究速度随时间的变化规律.docx（4页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、一.考点整理实验过程1.2.3.4.根据图象求加速度.ws砌甫性卡吼源眦头电源.接电源思考与练习思维启动| |123|567 R 91|0 |1 cmAB *1 .实验室利用打点计时器研究小滑块做减速运 动时的运动情况，打出如图所示的纸带，打 点计时器接在频率为50 Hz的交流电源上.请回答下列问题: ） A.B.一系列小点，重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个 计数点，如图乙中a、b、c、d等点；测出 、s2、.，已知打点计时器打三.考点分类探讨典型问题mm，从纸带物块细线360d II llllll.Lllllllllllllll llMlJllllll
2、lllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllllll打点计时器Ir * *| I 1 1 M | I 1 1 1 | 1 1 1 1 | 12111 11 111 11 13 cmJ 2 34 567 S 51t) 11MlT 讪 1 T WfrI IJJL lljJWWfl :单故!： cmI aM * 114 1176m/s；m/s2.四.考题再练高考试题1.打点计时零(a)(b)*A.B.C.D.探究速度随时间的变化规律实验目的：练习正确使用打点计时器；会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度；会 利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小
3、车运动的0 -1图象 实验原理：打点计时器是测 的仪器，通过纸带记录了物体的 过程.打点计时器有电磁打点计时器和电火花式打点计时器.如 图所示.打点计时器使用的是50Hz的 电流，每隔 s打一次点；电磁打点计时器使用的电压是电源、电火花计时器使用的是实验过程：实验器材：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.（注：使用电磁打点计时器时还需要复写纸片.） 实验步骤：按图示实验装置图组装实验器材（注：计时器固定在长木 板 的一端，接好电源，但开关要把一细线系在小车上，细线绕过定滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固 定在小车后面；把小车停靠在 处，接通电
4、源，放开小车；小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；换纸带重复做 几次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析. 数据处理： 选择适当的点做计时起点，用笔在纸带标出计数点；用刻度尺测量出各计数点到 起点的距离；计算各计数点的瞬时速度，填入表格；作速度-时间（0-t）图像；由速度图 像探究小车速度随时间变化的规律，并求出.实验注意事项：平行：纸带和细绳要和 平行；两先两后：实验中应先，后让；实验完毕应先 后；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；减小误差：小车的加速度要适当 些，可以减 小 的测量误差，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出67个计数
5、点为宜.纸带的 （填A”或”）端与小滑块相连，纸带上AB段运动的时间为 根据纸带请判断该滑块的运动属于 （填“匀速”或“匀减速”）直线运动.从纸带可以测出A、B两点间的距离为，滑块的加速度大小为.（计算结果保留三 位有效数字）2.某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动.实验步骤如下：安装好实验器材；让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下C.结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务： 实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）小车，一端附有滑轮的长木板，细绳，钩码，导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有 （填选项代号）A.电压合适的50 Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.秒表
6、D.刻度尺E .天平F.重锤 G.弹簧秤 H.滑动变阻器 如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则七、s2、s3的关系是.点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是 考点1刻度尺的读数【例1】如图所示，用毫米刻度尺测量纸带中的计数点0、1之间 的距离为 mm，0、2之间的距离为2、3之间的距离为 mm.【变式跟踪1】图是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，0、 A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示. 0D间的距离为 cm； 图示是根据实验数据绘出的x - t2图线危为各计数点 至同一起点的距离），斜率表示，其大小为m/s2 （保留三位有效数字）.考点2用“纸带
7、法”测速度、加速度【例2】某同学利用图所示的实验装置，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）.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 离如图所示.打点计时器电源的频率为50 Hz. 通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点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）； 物块减速运动过程中加速度的大小为a = m/s2.【变式跟踪2】在研究某小车运动状态的实验中，如图所示 为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D为 依次打
8、下的相邻的计数点，且相邻计数点间的时间间隔 T = 0.1 s.由纸带可以判定小车做运动，因为： 根据纸带可以计算C点的瞬时速度，VC = 根据纸带可以计算出该小车的加速度大小为a = 【2013广东高考】研究小车匀变速直线运动的实验装置如图（a）所示其中斜面倾角。可调，打点计时 器的工作频率为50Hz，纸带上计数点的间距如图（b）所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出.部分实验步骤如下： 测量完毕，关闭电源，取出纸带接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：图（b）中标出的相邻
9、两计数点的时间间隔T = 计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5= 差，小车加速度大小的计算式应为a= .【预测1】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. 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等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/s2； 为测量动摩擦因数，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hD.滑块的质量m2E.滑块运动的时间t测
10、量第问中所选定的物理量需要的实验器材是滑块与木板间的动摩擦因数M= （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：（用字母填写）;s；为了充分利用记录数据，减小误甲1 J gE F gj卜 土7卜 6.25卜行.7卜7.21 I单位=cm 用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固 定不动的水滴. 用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度. 采集数据进行处理. 实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是：C木板的质量m12.【2013江苏高考】某
11、兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示.倾斜的球槽中放 有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球.手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开， 第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球.当第1个小球撞击M时，M与触 头分开，第2个小球开始下落.这样，就可测出多个小球下落的总时 间. 在实验中，下列做法正确的有电路中的电源只能选用交流电源实验前应将M调整到电磁铁的正下方用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度手动敲击M的同时按下秒表开始计时A.B.C.D.实验测得小球下落的高度H =1.980m，10个小球下落的总时间T = 6.5可求出重力加速度
12、g= m/s2 （结果保留两位有效数字）； 在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法.* Tils.某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间&磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的 测量时间相差&，这导致实验误差.为此，他分别取高度和H2,测量n个小球下落的总时间 T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除&对实验结果的影响？请推导说明.【预测2】在暗室中用如图所示的装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材 有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光 刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下：在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下.橡
13、盅骨夷于支槊 实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较圆的水滴到第一个水滴的 距离如图所示，根据数据测得当地重力加速度g = m/s2；第8个水滴此时的速度气= 8m/s （结果都保留三位有效数字）.该实验存在的系统误差可能有（答出一条即可）：10五.课堂演练自我提升1.2.3.13.4 pJLJ30MIT31.444J.67-如图甲所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜上； 面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连.起初小车 停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启 动打点计时器，释放重物，小车在
14、重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运 动，重物落地后，小车会继续向上运动一段 距离.打点计时器使用的交流电频率为50 Hz. 图乙中a、b、c是纸带上的三段，纸带运动 方向如箭头所示. 根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸 带时小车的加速度大小为 m/s2 （结果保留两位有效数字）；打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2,请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现 在b段纸带中的 段内.34%6一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在 同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝 光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图所示.由于底片保管不当，其中位置4处被污损
15、.若 已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为 m/s2；位置4对应的速度为 m/s，能求出4的具体位置吗？ （填“能”或“不能”）.求解方法是：（不要求计算，但要说明过程）. 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用电火花计时 器打下的纸带如图所示，并在其上取了 A、B、C、D、E、F、G 7个计 数点，每相邻两个计数点间还有4个点图中没有画出，电火花计时器接： 220 V、50 Hz交流电源.打点计n寸牌平cma ； 单校：2.72 2.K2 2J22庚 2.2 2.622.0B1.90 1.731.481.321.12651匕?口 l
16、lirrl11111Hiigrp0 J203040Ccm)dr- I/七 !ijdit-8-!*iA道，那么加速度的测量值与实际值相比参考答案:一.考点整理实验过程2.时间 运动 交变 0.02 4 - 6V交变 220V交变3.无滑轮断开打点计时器加速度为间接测量动摩擦因数，需找出与a的关系，由牛顿第二定律得mgsinO-mgcosO = ma，式中0 为木板的倾角，由几何关系sinO = h/L，cos0 = L2 h2 /L，代入有 = (gh - aL)lg y L - h2，故 还应测的物理量有h、L.测量工具为刻度尺；测量时忽略了空气阻力或纸带受到的摩擦力等，故测出的动摩擦因数值偏
17、大.4.木板接通电源小车运动断开电源取纸带大长度二.思考与练习思维启动由 知 = (gh - aL)/gL2 h2与真实值相比，测量值偏大.测量时忽略了纸带与限位孔间的1.答案：B 0.08 s匀减速9.20 cm 5.00 m/s2解析：小滑块做减速运动，从纸带上计时点的分布看出，从左向右，相邻计时点之间的距离越来越大，因此纸带的B端与小滑块相连，纸带上AB段运动的时间为4x7=4x0.02 s=0.08 s. 从左向右纸带上相邻两计时点的距离之差分别为AX = (5.20- 3.00) cm-(3.00- 1.00) cm= 0.20 cm，Ax2=(7.60 - 5.20) cm - (
18、5.20 - 3.00) cm=0.20 cm，Ax3 = (10.20 - 7.60) cm - (7.60 - 5.20) cm = 0.20 cm，显然Ax1=Ax2=Ax3，因此该滑块做匀减速直线运动. 纸带上A、B两点之间的距离为xAB=(10.20- 1.00)cm=9.20 cm.由公式Ax=aT2得滑块运动的摩擦力或忽略了空气阻力等(写出一个即可).2.答案：BD 9.4增加小球下落的高度;多次重复实验，结果取平均值.(其他答案只要合理也可)7；g(T )2 和 H2 = g(2 t )2 得 g = 1；2，因此可以消去At的影2 n22 n(T T )2由H1 =加速度大小
19、_Ax_ 0.2x10-2=T = 0.022m/s2=5.00 m/s2.2.AD 因小车做匀加速直线运动，所以-s2 =以-*. c点是bd段的时间中点，则c点的瞬时速度等于该段的平均速度.0c(s2+ S)/10Z.三.考点分类探讨典型问题例 1 答案 8.9 (9.0 也可)19.5 12.5解析：毫米刻度尺的最小刻度为1 mm，读数时要估读到毫米的下一位.计数点0、1之间的距离为8.9 mm (9.0 mm也可)，若读成8.90 mm或9 mm都是错误的；0、2之间的距离为19.5 mm，2、3之 间的距离为 12.5 mm (32.0 mm19.5 mm).变式1答案：1.20加速
20、度的一半解析： 1 cm + 1 mmx2.0 = 1.20 cm ；响.预测2：答案：率变化)解析：(1)当频闪仪闪光频率等于水滴滴落的频率时，才能看到空间有一串仿佛固定不动的水滴. 根据图示距离可知 x1 = (19.30 - 13.43)cm = 5.87x10-2 m、x2 = (26.39 - 19.30)cm = 7.09x10-2m、 x3 = (34.48 - 26.39)cm = 8.09x 10-2 m、x4 = (43.67 - 34.48)cm = 9.19x 10-2m，闪光周期 T = 1/30s，利用逐差法测得当地重力加速度g = (x4 + x3-x2-x1)/
21、4T2 = 9.72 m/s2，第8个水滴此时 的速度 v8 = (34.48 - 19.30)/2乂30乂10-2血、=2.28 m/s.该实验存在系统误差的原因可能有空气阻力、水滴滴落的频率变化、米尺没有竖直放置等.频闪仪频率等于水滴滴落的频率 9.72 2.28存在空气阻力(或水滴滴落的频0.9331(2.80) x102.一.加速度的一半，另=0 m/s2 = 0.467 m/s2,所以加速度大小a - 0.933 m/s2.例2答案：6 7 (或7 6)1.00 1.20 2.00解析： 从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差M & 2.00 cm，在6、7计数点间的位移比5、 6之
22、间增加了(12.28 - 11.01) cm = 1.27 cm 2.00 cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之 间. 计数点 5 对应的速度大小为 = (x4 + x5)/2T = (9.00 + 11.00)x102/2x0.1m/s = 1.00 m/s；计数 点 4 对应的速度大小为 = (x3 + x4)/2T = (7.01 + 9.00)x102/2x0.1m/s = 0.80 m/s；根据 = (v4 + v6)/2 得计数点6对应的速度大小为v6=2v5-v4 = (2x1.00-0.80)m/s = 1.20 m/s. 物块在计数点7到11 之间做减速运动，根据 x
23、= aT2 得 x9 - x7 = 2aT2、x10 - x8 = 2a2T2 故 a = (a1 + a2)/2 = (x9 + x10) - (x8 + x7)/2x2T2 &- 2.00 m/s2.变式2答案：(1)匀加速直线 小车在连续相等的时间间隔内的相邻位移之差恒定 4.412解析：由纸带分析可得小车在连续相等的时间间隔内的相邻位移之差恒定，所以小车做匀加速直线运4.4 m/s、a = (CD - BC)/T = 12 m/s2.动；vC = (BC + CD)/2T =四.考题再练高考试题1.(1) DCBA 0.1 (s4+ s3)/2T (s4 + s5 + s6 - s3
24、- s2 - S)/9Tz预测1：答案：(D 3.00AB 刻度尺 ghL 偏大 见解析 g、*L2h2解析： 纸带上可用数据为六个，为充分利用，减小误差，数据处理方法采用逐差法，a = (x4 + x5 + x6) -(x1 + x2 + x3)/9T2，且由“各计数点间均有一个点没有画出”得出T = 0.04、，代入有a =(6.71 + 7.21 + 7.70) - (5.29 + 5.76 +6.25)/9x(0.04)2)x102 m/s2 = 3.00 m/s2.五.课堂演练自我提升1.2.3.答案：(1) 5.0 2.98 cm解析：a = (2.08 + 1.90 + 1.73
25、) - (1.48 + 1.32 +1.12)x10-2/9x0.022 m/s2 = 5.0 m/s2，由小车拖着纸带先加 速后减速，知速度最大的一段时间内平均速度也大，相同时间内位移最大，故是在2.98 cm段内.答案：3.0x10-2 (2.8x10-23.1x10-2均可)9x10-2 能 利用(x6 -x4) - (x4-x2) = 4aT2可以求出位置4 的具体位置(其他方法合理均可)解析：从图中读出5，6之间的距离为37.5 cm - 24.0 cm = 13.5 cm，2，3之间的距离为6.0 cm - 1.5 cm = 4.5 cm，利用逐差法有 x56 - x23 = 3a
26、T2,求出 a = 3.0x102 m/s2；位置 4 对应的速度为 v4 = x35/2T = (24.0 - 6.0 ) x10-2/2 m/s = 9x10-2 m/s；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(x6 - x4) - (x4 - x2) = 4aT2求解.答案：(d6 - d4)/10T见解析图0.40不变解析：(1)利用“中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度”求N点的速度，可得vF= (d6 - d4)/10T；用描点法作出v - t图象如图所示，由图线的斜率求出加速度0.40 m/s2；电网中交变电流的电压变化，并不改变电火花计时器的周期，故测量值与实际值相比不变.
