2018年高考物理一轮复习专题04 练习使用打点计时器研究匀变速直线运动(测)(含解析)(1)

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全国用2018版高考物理大一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动

实验一研究匀变速直线运动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.实验原理图13.实验步骤(1)按照如图1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，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.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，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.(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，加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜.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)方法①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，从而确定物体的运动性质. ②利用逐差法求解平均加速度a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝ x 4＋x 5＋x 6 － x 1＋x 2＋x 3 9T2③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T ＝d n ＋1－d n －12T④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)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx ＝aT 2，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.命题点一教材原型实验例1 (2016·天津理综·9(2))某同学利用图2装置研究小车的匀变速直线运动.图2(1)实验中，必须的措施是________. A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图3所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm.则小车的加速度a ＝___m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝___m/s.(结果均保留两位有效数字)图3答案 (1)AB (2)0.80 0.40解析 (1)实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A 正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B 正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C 错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D 错误. (2)相邻的两计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，由逐差法可得小车的加速度a ＝s 6＋s 5＋s 4－s 3－s 2－s 19T 2＝ 7.64＋6.78＋5.97－5.19－4.41－3.59 ×10－29×0.12m/s 2＝0.80 m/s 2打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T ＝ 3.59＋4.41 ×10－22×0.1m/s ＝0.40 m/s1.某同学利用图4甲所示的实验装置，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乙所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.图4(1)通过分析纸带数据，可判断物块在相邻计数点______和______之间某时刻开始减速. (2)打计数点5时，物块对应的速度大小为______ m/s.(结果保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a ＝______ m/s 2.(结果保留三位有效数字) 答案 (1)6 7 (2)1.00 (3)2.00解析 (1)从纸带上的数据分析得知：在打计数点6之前，两点之间的位移逐渐增大，是加速运动，在打计数点7之后，两点之间的位移逐渐减小，是减速运动，所以物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速；(2)每5个点取1个计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，v 5＝0.09＋0.110 12×0.1m/s≈1.00 m/s.(3)由纸带可知，计数点7往后做减速运动，根据逐差法得：a ＝0.046＋0.066－0.086 1－0.106 04×0.01m/s 2≈－2.00 m/s 2.所以物块减速运动过程中加速度的大小为2.00 m/s 2.2.如图5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，打点计时器打点的频率f ＝50 Hz ，其中x 1＝7.05 cm 、x 2＝7.68 cm 、x 3＝8.33 cm 、x 4＝8.95 cm 、x 5＝9.61 cm 、x 6＝10.26 cm.图5(1)下表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.(保留三位有效数字)(2)以A 点为计时起点，在图6中画出小车的速度—时间图线.图6(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a＝________ m/s2.(保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49 Hz，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________.(选填“大”或“小”)答案(1)0.864 0.928 (2)如图所示(3)0.64 (4)大命题点二实验拓展创新例2某研究性学习小组用图7装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v；③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作.测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度v；④画出v－t图象.图7图8请根据实验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为________.(用v0、g和t表示)(2)实验测得的数据如下表：请在图8坐标纸上画出v－t图象.(3)根据v－t图象，可以求得当地重力加速度g＝______ m/s2，试管夹到光电门1的距离约为______ cm.(以上结果均保留两位有效数字)答案 (1)v ＝v 0＋12gt(2)见解析图 (3)9.7(9.5～9.9) 6.5(6.3～6.7)解析 (1)根据匀变速直线运动的规律：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得v ＝v 0＋12gt .(2)描点画图，如图所示.(3)根据v ＝v 0＋12gt 可知，v －t 图象的斜率表示k ＝g 2，解得g ≈9.7 m/s 2；图象与纵轴的截距为小球经过光电门1时的速度v 0，约为1.12 m/s ，根据v 20＝2gh 得h ≈6.5 cm.从原理迁移和数据处理技巧上进行创新1.复习启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题. 2.情景拓展3.数据处理(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d 和遮光片通过光电门的挡光时间Δt ，由v ＝dΔt求速度.(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.3.如图9甲为测量重力加速度的实验装置，C 为数字毫秒表，A 、B 为两个相同的光电门，C 可以测量铁球两次挡光之间的时间间隔.开始时铁球处于A 门的上边缘，当断开电磁铁的开关由静止释放铁球时开始计时，落到B 门时停止计时，毫秒表显示时间为铁球通过A 、B 两个光电门的时间间隔t ，测量A 、B 间的距离x .现将光电门B 缓慢移动到不同位置，测得多组x 、t 数值，画出xt随t 变化的图线为直线，如图乙所示，直线的斜率为k ，则由图线可知，当地重力加速度大小为g ＝________；若某次测得小球经过A 、B 门的时间间隔为t 0，则可知铁球经过B 门时的速度大小为________，此时两光电门间的距离为________.图9答案 2k 2kt 0 kt 2解析根据x ＝12gt 2可得，x t ＝12gt ，则12g ＝k ，解得g ＝2k ；若某次测得小球经过A 、B 门的时间间隔为t 0，则可知铁球经过B 门时的速度大小为v ＝gt 0＝2kt 0，此时两光电门间的距离为x ＝v2t 0＝kt 20.4.在“利用打点计时器测定匀变速直线运动加速度”实验中，打点计时器接在50 Hz 低压交流电源上，某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5点取一个计数点，共取了A 、B 、C 、D 、E 、F 六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个点).从A 点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a 、b 、c 、d 、e 段)，将这五段纸带由长到短紧靠但不重叠地粘在xOy 坐标系中，如图10所示.图10(1)若把每一段纸带的右上端连接起来，结果得到一条倾斜的直线，如图所示，由图可知纸带做_______运动且直线与－x 方向夹角越大，说明纸带运动的加速度_______(选填“越大”或“越小”).(2)从第一个计数点A 开始计时，为求出0.25 s 时刻纸带的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？答：______________(选填“a ”“b ”“c ”“d ”“e ”).(3)若测得a 段纸带的长度为10.0 cm ，e 段纸带的长度为2.0 cm ，则可求出加速度的大小为________ m/s 2.答案 (1)匀减速直线越大 (2)c (3)2.0解析 (1)纸带剪接后，水平方向每条宽度相同，正好与时间对应，竖直长度为相邻相等时间内的位移，由于Δx ＝aT 2，纸带长度差相等，变化规律恰好与速度一样.图线可看作v －t 图象，即速度均匀减小，纸带做匀减速运动，图象斜率越大，加速度越大.(2)求0.25 s 时的速度，即求0.2～0.3 s 内的平均速度，0.2～0.3 s 内的位移恰好是纸带c 段对应的长度.(3)利用Δx ＝aT 2，即x m －x n ＝(m －n )aT 2，有a ＝x a －x e 4T2＝－2.0m/s 2，所以加速度的大小为2.0 m/s 2.5.利用图11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，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用刻度尺测量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值.所得数据如下表所示.图11完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一定值，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________. (2)根据表中给出的数据，在图12给出的坐标纸上画出s t－t 图线.图12(3)由所画出的st－t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝______ m/s 2(保留两位有效数字). 答案 (1)s t ＝－at2＋v t(2)如图所示(3)2.0(答案在1.8～2.2范围内都可)解析 (1)滑块从光电门甲到光电门乙，中间时刻的瞬时速度v ＝s t ，设经过光电门乙时的速度为v t ，由v t ＝s t ＋at 2整理可求得答案.(2)见答案图.(3)由s t ＝－at 2＋v t ，可知s t－t 图象中图线斜率的绝对值|k |＝a 2，由图线可知|k |＝1.0 m/s 2，故a ＝2|k |＝2.0 m/s 2.。

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2

实验：研究匀变速直线运动「电碓打点卄时器：4-6 ¥交流电源I.T 一作条件I 电火花计时器：220 ¥交流电踪X 4— x i X 5 — X 2 X 6 — X 3 — a i + a 2+ a 3ai =刁产，a2=刁产，a3=刁产，a = —3— X n + X n + 1 d n + 1 — d n - 1V n ==.2T 2T3. 利用速度一时间图象求加速度：作出速度一时间图象，通过图象的斜率求物体的加速度.［误差分析］ 1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差 •2•作v -t 图象时出现作图误差.3. 电源频率不稳定，造成打点的时间间隔不完全相同.4. 长木板粗糙程度不均匀，小车运动时加速度有变化造成误差［注意事项］ 1.平行：纸带、细绳要和长木板平行 .知识梳理作用：计时仪器.接额率为50血的交变电旅.毎隔加打一吹点［数据处理］1. 利用逐差法求平均加速度:2. 利用平均速度求瞬时速度:u ------- 电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮屮主验器材+的长木板、小车、纸带，细绳、钩码、刻度尺、导线、 I 电源，灵写纸片2. 靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置•3. 一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带•4. 减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集•5. 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6. 准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，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.考点精练考向1对实验装置及误差的考查［典例1］某同学使用打点计时器测量当地的重力加速度(1) 请完成以下主要实验步骤：按图(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•在实验操作和数据处理都正确的情况下，得到的结果仍小于当地重力加速度，主要原因是空气阻力和_____________________________________ .纸帝打点iT吋器、［解析］(1)使重物尽量靠近打点计时器，这样可以使重物下落过程的位移较大，打的点较多，使用打点计时器时，要先接通电源，然后释放重物(2)重物下落过程，速度逐渐增大，相邻两点间的距离逐渐增大；而纸带c中，相邻两点间的距离先增大后减小，所以应该选用纸带 b.重物运动过程中，由于受空气阻力，以及纸带与限位孔间有摩擦阻力，所以运动过程中的加速度略小于当地重力加速度［答案］(1)靠近先接通电源再释放重物(2)b 纸带与限位孔间有摩擦阻力反思总结本实验参与计算的量有计数点间距和打点周期，因此误差主要来源于相邻两计数点之间距离的测量和电源频率的不稳定性•(1) 交流电源的频率变化引起误差交流电源的频率出现波动时，打点周期会随之变化 .频率升高时，打点周期减小，由于X "+ X n + 1 计算时仍按照原打点周期值，各点的瞬时速度的测量值 V n =2T 将偏小，加速度的测量△ X值a =〒也会偏小.(2) 位移的测量引起误差如果各计数点间的位移较小或相邻计数点之间的位移之差较小，位移测量的相对误差就会较大，从而导致速度和加速度的测量误差较大考向2对数据处理及注意事项的考查［典例2］ (2016 •天津卷)某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动A. 细线必须与长木板平行B. 先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D. 平衡小车与长木板间的摩擦力 (2)他实验时将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).S 1 = 3.59 cm , S 2= 4.41cm , S 3 = 5.19 cm , S 4 = 5.97 cm , S 5 = 6.78 cm , S 6 = 7.64 cm.则小车的加速度 a = m/s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打 B 点时小车的速度 V B = _________ m/s.(结果均保留两位有效数字)［解析］(1)利用长木板、小车、打点计时器等研究匀变速直线运动规律，在实验中,(1)实验中R C D E F G *Tr r * f必要的措施是：细线必须与长木板平行；先接通电源，再释放小车；不需要平衡摩擦力,不需要满足小车的质量远大于钩码的质量.因此正确选项是AB.T = 0.10 s 和逐差法可得小车的加速度a =S i + S 2速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打点计时器打出 B 点时小车的速度 V B =—亍=0.40m/s.［答案］（1）AB （2）0.80 0.40 反思总结1. 在研究匀变速直线运动的实验中，只需保证小车做匀变速直线运动，与加速度的大小和决定其大小的因素无关，因此没必要要求小车的质量远大于钩码的质量及平衡摩擦力.2. 为了减小误差，计算加速度时应用逐差法 .B 点为A 、C 的中间时刻点，在匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度（I = ~V ）.2考向3实验创新与改进（1）实验器材的创新：如果提供光电门和刻度尺，我们可以测出遮光片的宽度d,借助d2 2V =求出物体通过光电门的速度，再由 V 2 — V 1= 2ax ，测出物体的加速度.如果提供闪光△ t照相机和刻度尺，我们可以用处理纸带的方法，求出物体的瞬时速度及物体的加速度（2）数据处理方法的创新：如果测得物体运动的位移和对应时间可分两种情况考查，一一 1 2 一 2一— 1是初速度为零，则 x = ^at ，因此作出x -t 图线，二是物体的初速度不为零，则x =v o t +三x 1 xat 2，可得-=V 0+ ^at ，因此作出-t 图线，两种情况下，图线斜率的2倍即为物体的加速度.［典例3］（2017 •苏锡常镇四市调研）某研究性学习小组用如图甲所示装置来测定当地的重力加速度，主要操作过程如下：① 安装实验器材，调节试管夹（小铁球）、光电门和纸杯在同一竖直线上； ② 打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t ,并用刻度尺（图中未画出）测量出两个光电门之间的高度 h,计算出小铁球通过两光电门间的平均速度 v ；③ 保持光电门1的位置不变，改变光电门 2的位置，重复②的操作.测出多组（h, t ）,计算出对应的平均速度 v ；④画出v -t 图象., 2⑵由 △ x = aT 、S 5 — S 2 ) + 9T 2__S 6 — S 3) =0.80 m/s 2.利用匀变速直线运动在一段时间内的平均试宦夹口3=^0小铁球TT ■■匕光电门I光电计时器 -------- n请根据实验，回答下列问题:⑴ 设小铁球到达光电门1时的速度为v o ,当地的重力加速度为 g .则小铁球通过两光电门间的平均速度 v 的表达式为 ______________ .(用V o 、g 和t 表示)(2)实验测得的数据如下表:实验次数1 2 3 4 5 6 h (cm) 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 t (s) 0.069 0.119 0.159 0.195 0.226 0.255 v (m/s)1.451.681.892.052.212.35请在坐标纸(如图乙所示)上画出v -t 图象.距离约为 _______ c m.(以上结果均保留两位有效数字 )1h1［解析］ ⑴ 因为h = v o t + 2gt 2,所以v =t = v o + -gt.(2)在坐标纸上描点，用一条直线将这些点连接起来，使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点均匀分布于直线两侧.(3)(3) 根据v -t 图象，可以求得当地的重力加速度g= ______ m/s 2,试管夹到光电门1的光电门2甲乙从图中可求出斜率2k= 4.84 m/s 2, v°= 1.10 m/s，解得g= 9.7 m/s 2, h= — = 0.062 m = 6.22gcm.1［答案］(1)v = V o + 2gt(2)如图所示 (3)9.7(9.5〜9.9 之间均可)6.2(6.0 〜6.4之间均可)单位：cmX 1X 2X 3X 4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根据表中数据，完成下列填空:(1)物块的加速度a= _________ m/s 2(保留3位有效数字).(2)因为 ______________________________________________ ，可知斜面是粗糙的［解析］(1)频闪照相中相邻影像点的时间间隔相等，禾U 用逐差法求物块的加速度a =X3+ xy-X2= 4.30 m/s 2.(2)若物块沿光滑斜面下滑，对其受力分析，由牛顿第二定律可h2得：a '= g?= 5.88 m/s ，由物块的加速度 a 小于物块沿光滑斜面下滑的加速度a ',可知斜面是粗糙的.h 2［答案］(1)4.30 ( 2)物块的加速度小于g?= 5.88 m/s (或物块的加速度小于物块沿［典例4］现用频闪照相方法来研究物块的变速运动 .在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图所示.拍摄时频闪频面上固定的刻度尺读取的 5个连续影像间的距离依次为 X i 、X 2、X 3、X 4.已知斜面顶端的高度h 和斜面的长度s .数据如下表所示.重力加速度大小取g = 9.80 m/s光滑斜面下滑的加速度)。

高三物理第一轮复习---用打点计时器研究匀速直线运动_

高三物理第一轮复习---用打点计时器研究匀速直线运动_1．练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动．2．掌握判断物体是否做匀变速运动的方法．3．测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理1．打点计时器打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器．它每隔0.02s打一次点(交流电频率为50Hz)。

电磁打点计时器的工作电压是4～6V，电火花打点计时器的工作电压是220V。

2．纸带上打的点的意义纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置．研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体的运动情况．3．分析纸带可判断物体运动的性质：①若相等时间内的位移相等，则物体做匀速直线运动；②若相等时间内的位移不相等，则物体做变速直线运动；③若连续相等时间内的位移差为恒量，则物体做匀变速直线运动，并可由△x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v－t图象法求加速度)．4．求加速度的方法：①用逐差法求加速度②用v-t图象法先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度③ 平均速度法求加速度：即利用已求出的瞬时速度值，按加速度的定义式求加速度值，为了充分利用所有实验数据，减小误差，同样采用逐差法进行数据处理．三、实验器材电火花打点计时器(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.四、实验步骤⑴、把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。

⑵、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端，如右图。

⑶、把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当的数量钩码。

点拨：吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些，减小长度测量的相对误差，并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。

⑷、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。

⑸、先使小车依靠在打点计时器处，接通电源后再释放小车让其运动。

⑹、断开电源取下纸带。

⑺、换上新纸带再做两次。

点拨：再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无漏点、无双点，点距正常清晰的纸带，一条作逐差法用，一条作图象法用。

2018年人教版高考物理复习实验一(共44张ppt)

新课标高考总复习· 物理
【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。
新课标高考总复习· 物理
再现实验· 重视过程——看过程注重数据
【实验步骤】 1．仪器安装 (1)把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。
【实验原理】 1．打点计时器 (1)作用计时仪器，当所用交流电源的频率 f＝50 Hz 时，每隔 0.02 s 打一次点。 (2)工作条件 ①电磁打点计时器：6 V 以下交流电源； ②电火花计时器：220 V 交流电源。
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(3)处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每 5 个点取一个计数点‘与’每隔 4 个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为 0.1 s。
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剖析考点· 瞄准热点——析考点强化认识考点一 [ 典题 1] 实验原理和数据处理在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验
中，如图所示是一条记录小车运动情况的纸带，图中 A、B、C、 D、E 为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有 4 个点没有画出，交流电的频率为 50 Hz。
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(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。
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2．测量与记录 (1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次。 (2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即计数点的时间间隔为 T＝0.1 s。正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中。

高考物理备考：专题练习卷---实验：研究匀变速直线运动(解析版)

高考物理备考：专题练习卷---实验：研究匀变速直线运动1．一个同学在研究小球自由落体运动时，用闪频照相连续记录下小球的位置如图所示，已知闪光周期为130 s ，测得x 1＝7.68 cm ，x 3＝12.00 cm ，通过计算可得小球运动的加速度是________ m/s 2，图中x 2是________ cm.(结果保留3位有效数字)【答案】 9.72 9.84【解析】根据逐差法可得a 1＝x 3－x 22T 2，a 2＝x 2－x 12T 2，求平均值可得a ＝x 3－x 14T 2＝9.72 m/s 2，根据a ＝x 2－x 12T 2得x 2＝9.84 cm.2．(2018·高考全国卷Ⅲ)甲、乙两同学通过下面的实验测量人的反应时间．实验步骤如下： (1)甲用两个手指轻轻捏住量程为L 的木尺上端，让木尺自然下垂．乙把手放在尺的下端(位置恰好处于L 刻度处，但未碰到尺)，准备用手指夹住下落的尺．(2)甲在不通知乙的情况下，突然松手，尺子下落；乙看到尺子下落后快速用手指夹住尺子．若夹住尺子的位置刻度为L 1，重力加速度大小为g ，则乙的反应时间为________(用L 、L 1和g 表示).(3)已知当地的重力加速度大小为g ＝9.80 m/s 2，L ＝30.0 cm ，L 1＝10.4 cm.乙的反应时间为________ s ．(结果保留2位有效数字)(4)写出一条能提高测量结果准确程度的建议：______________________________.【答案】：(2)2（L －L 1）g(3)0.20 (4)多次测量取平均值，直尺尽可能保持竖直方向的运动，乙手指尽量靠近直尺但不能接触(写出任意一条即可)【解析】：(2)直尺释放之后做自由落体运动，由h ＝12gt 2得t ＝2h g ＝2（L －L 1）g.(3)将数据代入上式得t ＝0.20 s.(4)多次测量取平均值，直尺尽可能保持竖直方向的运动，乙手指尽量靠近直尺但不能接触等．3．(2019·重庆市南开中学月考)某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图甲)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A 高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t 1和t 2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图乙所示，其值为________ mm.(2)该同学利用v AB ＝AB t 1及v AC ＝ACt 1＋t 2，求出v AB 、v AC ，再利用测量的时间t 1和t 2，可得到重力加速度的表达式为________(用v AB 、v AC 及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值________(填“偏大”或“偏小”)．【答案】：(1)74.3 (2)2（v AC －v AB ）t 2偏大【解析】：(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为0.1×3 mm ＝0.3 mm ，所以最终读数为：74 mm ＋0.3 mm ＝74.3 mm. (2)该同学利用v AB ＝AB t 1，v AC ＝ACt 1＋t 2，根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度，重力加速度为g＝v AC－v ABt1＋t2 2－t12＝2（v AC－v AB）t2.若狭缝宽度不能忽略，A到C的实际时间大于t1＋t2，所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大．4．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．现利用如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1.0×10－2s和4.0×10－3s．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．(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．【答案】(1)1.010(2)1.0 2.5(3)平均速度滑块【解析】(1)d＝10 mm＋0.05 mm×2＝10.10 mm＝1.010 cm.(2)v1＝dt1＝1.010×10－21.0×10－2m/s≈1.0 m/s，v2＝dt2＝1.010×10－24.0×10－3m/s≈2.5 m/s.(3)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．5．小张同学想研究一遥控电动车的运动情况，他找来一个塑料瓶，设计了一个如图甲所示的装置，瓶内装上墨水，通过调节开关使墨水缓慢滴下，然后将这个装置固定在车的尾部，如图乙所示．使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进，然后他在离出发点不远处，选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点，用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离，并记录在下面的表格中．(1)小张制作的装置相当于物理实验室中的________(填仪器名称)．(2)通过表中数据，你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是________________________________________________________________________．(3)要测量小车做匀速运动时的速度，小张同学还需要知道的物理量是____________，他还需要的测量工具是________，测量方法是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________.【答案】：(1)打点计时器(2)先做加速度变小的加速运动，后做匀速运动(3)相邻两墨水滴滴下的时间间隔T秒表从某滴开始下落时开始计时，并计数为1，数到第n滴开始下落时停止计时，则时间间隔T＝tn－1【解析】：(1)小张制作的装置相当于打点计时器．(2)相邻两点间的距离如表所示．可以看出，开始时相邻两点间的距离是逐渐变大的，后面两点间的距离基本上保持不变，说明开始时小车先做加速运动，后做匀速运动．再进一步分析做加速运动时加速度的变化，相邻两点间距离的差值如表所示．可以看出，刚开始时相邻两点间距离差在逐渐变小，说明小车的加速度在逐渐减小，所以小车先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动．(3)要测量小车做匀速运动时的速度，还必须知道相邻两墨水滴滴下的时间间隔T，要测量时间间隔需要用秒表．测量方法是从某滴开始下落时开始计时，并计数为1，数到第n滴开始下落时停止计时，则时间间隔T＝tn－1，注意n不可太小，一般取30滴以上．6．某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图a)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2.(1)用游标卡尺测量AB 、AC 的长度，其中AB 的长度如图b 所示，其值为________mm.(2)该同学利用v －AB ＝AB t 1及v －AC ＝AC t 1＋t 2，求出v －AB 、v －AC ，再利用测量的时间t 1和t 2，可得到重力加速度的表达式为____________________(用v －AB ，v －AC 及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值________(“偏大”或“偏小”)．【答案】：(1)74.3 (2)g ＝2（v －AC －v －AB ）t 2偏大【解析】：(1)游标卡尺的主尺读数为74 mm ，游标尺上第3个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为0.1×3 mm ＝0.3 mm ，所以最终读数为：74 mm ＋0.3 mm ＝74.3 mm.(2)该同学利用v －AB ＝AB t 1，v －AC ＝AC t 1＋t 2，根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度表示钢条运动的中间时刻瞬时速度，重力加速度为g ＝v －AC －v －AB t 1＋t 22－t 12＝2（v －AC －v －AB ）t 2.若狭缝宽度不能忽略，A 到C 的实际时间大于t 1＋t 2.所以测量得到的重力加速度值比其真实值偏大．7．利用如图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端滑下时，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，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x ，记下相应的t 值，所得数据如表中所示．完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值x 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________；(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出xt－t 图线；(3)由所画出的xt －t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__________ m/s 2(保留2位有效数字)．【答案】：(1)x t ＝－12at ＋v t (或x ＝－12at 2＋v t t )(2)见解析图 (3)2.0【解析】：(1)沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为v t 的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有x ＝v t t －12at 2.由于要画x t －t 图象，所以可将上式变形得x t ＝－a2t＋v t .(2)xt－t 图线如图所示．(3)由x t ＝－a 2t ＋v t 可知图象的斜率k ＝－a 2，所以a ＝－2k ＝－2×（1.22－1.71）0.78－0.29m/s 2＝2.0 m/s 2.8．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1.0×10－2 s 和4.0×10－3 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．(1)滑块的宽度d ＝________ cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v 1＝________ m/s ，滑块通过光电门2时的速度v 2＝________ m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v 1和v 2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．【答案】(1)1.010 (2)1.0 2.5 (3)平均速度滑块【解析】(1)d ＝10 mm ＋0.05 mm×2＝10.10 mm ＝1.010 cm. (2)v 1＝d t 1＝1.010×10－21.0×10－2m/s ＝1.0 m/s v 2＝d t 2＝1.010×10－24.0×10－3m/s ＝2.5 m/s (3)v 1、v 2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．9.(2019·四省名校高三第二次联考)某同学利用如图甲所示装置研究匀变速直线运动规律。

高考物理一轮复习课件：1-4 实验：研究匀变速直线运动

＝
2.78＋2.00＋1.22－5.18＋4.40＋3.62 9×0.12
cm/s2＝
－80 cm/s2＝－0.80 m/s2，
“－”号表示加速度方向与纸带运动方向相反，即方向
为 A→B.
v3＝x32＋Tx4＝3.622×＋02.1.78 cm/s＝32.0 cm/s＝0.32 m/s.
方向从 B→A.
D．取下纸带 E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔若有遗漏步骤，将遗漏步骤写在下面的横线上(遗漏可编上序号 G、H……)． ______________________________________________；实验步骤的合理顺序为____________________．
五、误差分析 (1)纸带上计数点间距测量有偶然误差，故要多测几组数据，以尽量减小误差． (2)纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起测量误差，所以安装时纸带、细绳要与长木板平行，同时选择符合要求的交流电源的电压及频率． (3)用作图法作出的 v-t 图象并不是一条直线．为此在描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点．
图 1－4－2
(1)相邻两计数点间的时间间隔为______s. (2)物体的加速度大小 a＝______m/s2，方向______(填 A→B 或 B→A)． (3)打点计时器打计数点 3 时，物体的速度大小 v3＝ ______m/s，方向______(填 A→B 或 B→A)．
解
析
：
a
＝
x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x1 9T2
＝□5 __0_._1_s___，在选好的开始点下标明 A，依次标为 B、C、

2018届高考物理三轮冲刺导学案：研究匀变速直线运动(含解析)

三轮冲刺导学案---研究匀变速直线运动考点剖析一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法（2x aT ∆=）。

3．测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理1．打点计时器（1）作用。

计时仪器，每隔0.02 s 打一次点。

（2）两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器所用电源 4~6 V 低压交流 220 V 交流打点方式振针打点电火花打点时间间隔每隔0.02 s 打一次点每隔0.02 s 打一次点实验误差振针和纸带之间有摩擦，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小（3）纸带上点的意义表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况；可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。

2．匀变速直线运动的判断连续相等时间内的位移之差是恒量，213243x x x x x x x ∆=-=-=-== 恒量（不为零），则物体做匀变速直线运动，且2x aT ∆=。

3．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该段时间内的平均速度，即12n n n x x v T ++=。

4．由纸带求加速度（1）用“逐差法”求加速度根据24152633x x x x x x aT -=-=-=，求出加速度41123x x a T -=、52223x x a T -=、63323x x a T -=，再计算出a 1、a 2、a 3的平均值，即为物体运动的加速度，即45612329x x x x x x a T ++---=。

（2）利用v-t 图象的斜率求加速度先根据12n n n x x v T++=求出多个时刻随对应点的瞬时速度，然后画出v-t 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。

三、实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器）一端固定有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。

(word完整版)2018年高考一轮复习教案——匀变速直线运动规律

《个性化教学辅导教案》轴围成的面积则无实际意义．(5)x－t图象中图线的斜率表示速度v－t图象中图线的斜率表示加速度．【典型例题】例1：质量为2 kg的质点在xOy平面内运动，其在x方向的x－t图象和y方向的v －t图象分别如图所示．下列关于该质点的说法，正确的是()A．在t＝0时刻，其速度大小为3 m/sB．在t＝0时刻，其速度方向与合外力方向垂直C．所受的合外力大小为3 ND．做匀变速直线运动例2、右图所示为A和B两质点的位移—时间图象,以下说法中正确的是：（）A. 当t=0时,A、B两质点的速度均不为零.B. 在运动过程中,A质点运动得比B快.C. 当t=t1时,两质点的位移相等.D. 当t=t1时,两质点的速度大小相等.tS ABt1总结：用x—t图像v—t图像来解题识图方法：一轴、二线、三斜率、四面积、五交点。

一轴：首先明确所给的图是什么图。

即认清图象中横纵轴所代表的物理量及它们的函数关系。

特别是那些图形相似容易混淆的图象，更要注意区分。

二线：表示研究对象的变化过程和规律，如v－t图象中图线若为倾斜直线，则表示物体做匀变速直线运动。

三斜率：表示横、纵坐标上两物理量的比值，常有一个重要的物理量与之对应。

用于求解定量计算对应物理量的大小和定性分析变化的快慢问题.如x－t图象的斜率表示速度大小，v－t图象的斜率表示加速度大小。

四面积：图线与坐标轴围成的面积常与某一表示过程的物理量相对应。

如v－t图象与横轴包围的“面积”大小表示位移大小。

五交点：如位移时间图象的交点表示两物体相遇。

速度时间图象的交点表示两物体速度相等。

【巩固练习】1.如图所示是做直线运动的甲、乙两物体的s-t图象，下列说法中正确的是（）A.甲启动的时刻比乙早 t1 s．B.当t = t2 s时，两物体相遇C.当t = t2 s时，两物体相距最远D. 当t = t3 s时，两物体相距s1 m2、甲和乙两个物体在同一直线上运动, 它们的v－t图像分别如图中的a和b所示. 在t1时刻( )(A) 它们的运动方向相 (B) 它们的运动方向相反(C) 甲的速度比乙的速度大 (D) 乙的速度比甲的速度大距离。

2018版高考物理一轮复习第1章运动的描述匀变速直线运动的研究实验1研究匀变速直线运动课件

3．(1)v－t 图线的斜率即为物体的加速度。 (2)为使结果更精确，应选两距离较远，读数较准确的两点。 Δv (3)a＝，注意结果符合有效数字要求。 Δt
• [答案] (2)17· 鄂豫晋陕冀五省联考 ) 用打点计时器测量物体自由落体运动的加速度时，得到如图所示的一段纸带，测得 AB＝6.65cm，BC＝8.17cm。已知打点计时器所接交流电源频率是 50Hz， A 与 B 之间及 B 与 C 之间还有一个计时点，则打 B 1.85 9.50 m/s2。如果实验点时物体的瞬时速度为__________m /s，测得的加速度为_______
0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 0.95 s(m) 0 0 0 0 0 0 292. 371. 452. 552. 673. 776. － 3 t(10 s) 9 5 3 8 8 4 s/t (m/s) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22
完成下列填空和作图： (1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度 vt、测量值 s 和 t 四个物理量之间所满足的关系式是 s 1 1 2 t ＝－2at＋vt(或写成 s＝－2at ＋vtt 也可) _________________________________________________________；
• (3)根据你画出的小车的速度—时间图线计 2。(保 0.63 算出小车的加速度a＝_________m/s 留两位有效数字) • (4)如果当时电网中交变电流的频率是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大。(选填“大”或“小”) 值偏______
[解析] (1)实验步骤的正确顺序是 D、C、B、A。 (2)每隔 4 点或每 5 个点取一个计数点时，相临计数点的时间间隔为 0.1s x4＋x5 (3)纸带上某点的瞬时速度等于确定时间段内的平均速度 v5＝。 2T (4)当有 6 组数据时，应采用逐差法计算加速度 x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3 a＝ 9T2

2018届高考物理一轮复习实验1 研究匀变速直线运动课时知能训练

实验一研究匀变速直线运动1．在“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)得到如图1－4－6所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是( )图1－4－6A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．(s 6－s 1)等于(s 2－s 1)的6倍C ．从纸带可求出计数点B 对应的速率D ．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s【解析】中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，所以v B ＝s 2＋s 32T，C 正确；s 6－s 1＝5(s 2－s 1)，所以B 错误；相邻计数点间的时间间隔是0.1 s ，D 错误；按照实验要求应该先接通电源再放开纸带，所以A 错误．【答案】 C2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下：A ．根据任意两个计数点的速度，用公式a ＝ΔvΔt算出加速度B ．根据实验数据画出v －t 图，量出其倾角α，由关系式a ＝tan α算出加速度C ．根据实验数据画出v －t 图，由图线上间隔较远的两点所对应的速度，用公式a ＝ΔvΔt 算出加速度D ．依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度【解析】根据任意两个计数点的速度用公式a ＝ΔvΔt算出加速度的偶然误差较大，A 不合理；v －t 图中a 并不是等于tan α，B 不合理；由图线上间隔较远的两点对应的速度，利用公式a ＝ΔvΔt 算出的加速度偶然误差小，即C 合理；依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度，实际只相当于用了第1组和第6组两组数据，偶然误差仍然较大，D 不合理．【答案】 C3．图1－4－7是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图1－4－7(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________． (2)A 、B 、C 、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距s ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．【解析】本题主要考查刻度尺的读数、利用打点计时器打下的纸带计算瞬时速度、有效数字的要求等，意在考查考生使用仪器、记录、处理实验数据的能力．毫米刻度尺的精确度为0.1 mm ，故AB 间的距离为1.70 cm －1.00 cm ＝0.70 cm ，v C ＝BD 2T ＝2.00×10－22×0.1m/s ＝0.100m/s.【答案】 (1)0.02 s (2)0.70 cm(0.68～0.72 cm 均正确) 0.100 m/s4．利用图1－4－8所示的装置可以研究自由落体运动．实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落．打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．图1－4－8(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有( ) A ．天平 B ．秒表 C ．米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：__________________________________________________________________.【解析】 (1)为了测得重物下落的加速度，必须知道重物下落的时间与位移，时间可由打点计时器测定，位移可由米尺测定，物体的质量没有必要测定，故不需要天平．(2)实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，引起此误差的原因有：打点计时器与纸带之间存在摩擦、空气阻力等．【答案】 (1)C (2)打点计时器与纸带之间存在摩擦(其他合理答案同样对) 5．(2013·云浮模拟)如图1－4－9所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T ＝0.1 s.图1－4－9(1)在图1－4－10所示的坐标系中作出小车的v －t 图线．图1－4－10(2)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______ cm/s ，此速度的物理意义是_________________________________________________________．【解析】 (1)应用v n ＝s n ＋s n ＋12T，求出各计数点B 、C 、D 、E 、F 对应的速度为v B ＝16.50 cm/s ，v C ＝21.40 cm/s ，v D ＝26.30 cm/s ，v E ＝31.35 cm/s ，v F ＝36.30 cm/s ，在v －t 坐标系中描点，连线如图所示．(2)由图中可以读出，图线与纵轴交点的速度大小为11.60 cm/s ，此速度表示A 点的瞬时速度．【答案】 (1)见解析(2)11.60 表示A 点的瞬时速度6．小球做直线运动时的频闪照片如图1－4－11所示．已知频闪周期T ＝0.1 s ，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA ＝6.51 cm ，AB ＝5.59 cm ，BC ＝4.70 cm ，CD ＝3.80 cm ，DE ＝2.89 cm ，EF ＝2.00 cm.图1－4－11小球在位置A 时速度大小v A ＝________m/s. 小球运动的加速度a ＝________m/s 2.【解析】根据照片数据知小球做匀减速直线运动，t 时间内平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，所以v A ＝OB2T＝OA ＋AB2T＝6.51＋5.592×0.1cm/s ＝60.5 cm/s ＝0.605 m/s.由Δs ＝aT 2得：a ＝s 4－s 1＋s 5－s 2＋s 6－s 39T2≈－0.90 m/s 2. 【答案】 0.605 －0.90。

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专题04 练习使用打点计时器研究匀变速直线运动【满分：110分时间：90分钟】实验题（共10小题，每题11分） 1．一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的

增加量Δω与对应时间Δt的比值定义为角加速度β（即β=t△△）。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验：（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D……为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）

①如图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上； ②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动； ③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。（1）用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，圆盘的半径r为 cm；（2）由图丙可知，打下计数点D时，圆盘转动的角速度为 rad/s；（3）圆盘转动的角加速度大小为 rad/s2；（（2），（3）问中计算结果保留三位有效数字）

【答案】（1）3.000（2）13.9（3）23.7 【解析】（1）整数部分为60mm，小数部分为零，由于精确度为0.05mm，故需写到0.001cm处，故读数为6.000cm，因此直径为6.000cm，半径为3.000cm；

2.40 A B C D E 5.51 9.32 13.84

（单位：cm）

丙（2）打下计数点D时，速度为0.13840.05510.417/220.1CEDxvmsT故0.417=13.9/0.03vradsr

（3）纸带运动的加速度为22220.13840.05510.05510.71/02CEACxxxamstt．由于t，vr，故角加速度为20.7123.7/0.03aradsr；【名师点睛】本题考查测量角加速度，根据题意中角加速度的定义，同时结合纸带处理中加速度和速度的求法进行分析处理． 2．一个同学在研究小球自由落体运动时，用闪频照相连线记录下小球的位置如图所示，已知闪光周

期为130s，测得17.68xcm，312.00xcm，通过计算可得小球运动的加速度是_________2/ms，图中2x是__________cm（结果保留3位有效数字）

【答案】29.72/ams、29.84xcm 【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即2xaT，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 3．某同学使用有透光狭缝的钢条和光电计时器的装置测量重力加速度(图1)．在钢条下落过程中，钢条挡住光源发出的光时，计时器开始计时，透光时停止计时，若再次挡光，计时器将重新开始计时．实验中该同学将钢条竖直置于一定高度(下端A高于光控开关)，由静止释放，测得先后两段挡光时间t1和t2．

(1)用游标卡尺测量AB、AC的长度，其中AB的长度如图2所示，其值为_______mm (2)该同学利用1ABABvt及12ACACvtt，求出ABv、ACv，再利用测量的时间t1和t2，可得到重力加速度的表达式为___________(用ABv，ACv及给出的时间表示)；若狭缝宽度不能忽略，则测量值比真实值______(偏大或偏小)

【答案】(1)74.3 (2)22()ACABvvt, 偏大【解析】

【名师点睛】对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，正确使用这些基本仪器进行有关测量．知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度． 4．如图所示是用光电门传感器测定小车瞬时速度的情景，轨道上a、c间距离恰等于小车长度，b是a、c中点。某同学采用不同的挡光片做了三次实验，并对测量精确度加以比较。挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，它测量的是小车前端P抵达 (选填“a”“b”或“c”)点时的瞬时速度；若每次小车从相同位置释放，记录数据如表格所示，那么测得瞬时速度较精确的值为

m/s。次序挡光片宽/m 挡光时间/s 速度/(m・s-1) 1 0.080 0.036 2.22 2 0.040 0.020 2.00 3 0.020 0.0105 1.90 【答案】b 1.90 【解析】（1）挡光片安装在小车中点处，光电门安装在c点，当挡光片到达光电门处时，小球前端P刚好抵达b点，故它测量的是小车前端P抵达b点时的瞬时速度．（2）光电门测速的原理，是用挡光片的宽度除以挡光片通过光电门的时间，即挡光片通过光电门的平均速度近似的表示小车运动的瞬时速度，所以挡光片宽度越小，通过光电门的时间越短，平均速度越接近瞬时速度，从数据可知那么测得瞬时速度较精确的值的是第三次实验，故精确的瞬时速度为1.90m/s． 5．（1）电磁打点计时器接“6V 50Hz”电源，它的打点周期是_____s；现在用它研究匀变速直线运动，通过打点的纸带测出物体的加速度，但实验时电路中交流电的频率高于50Hz，而在实验过程中仍按频率等于50Hz进行计算，则计算出的加速度值与物体实际的加速度值相比________（填“偏大”、 “偏小”或“不变”）。

【名师点睛】解决本题的关键掌握纸带的处理，会通过纸带求解瞬时速度以及加速度。 6．所示的一条纸带，在带上共取了A、B、C、D、E、F、G七个计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，从每一个计数点处将纸带剪开分成六条（分别叫a、b、c、d、e、f），将这六条纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中，得到如图所示的图形，最后将各纸带上端中心连起来，于是得到表示v—t关系的图象．已知打点计时器的工作频率为50Hz．为表示v—t关系，图中x轴对应物理量是时间t，y轴对应物理量是速度v。（1）这种实验数据处理的方法可称为 A．类比法 B．等效替代法 C．比值法 D．控制变量法（2）若纸条c的长度为6.0cm，则图中t3为 s，（3）若测得a段纸带的长度为2.0cm，f段纸带长度为12.0cm，则可求出加速度的大小为 m/s2。（保留两位有效数字）【答案】（1）B；（2）0.25s；（3）2.0。【解析】

7．（1）电磁打点计时器接“6V 50Hz”电源，它的打点周期是_____s；现在用它研究匀变速直线运动，通过打点的纸带测出物体的加速度，但实验时电路中交流电的频率高度50Hz，而在实验过程中仍按频率等于50Hz进行计算，则计算出的加速度值与物体实际的加速度值相比________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（2）如图所示是将电源频率调为50Hz后打点计时器打出纸带，图中A、B、C、D、E、F点是按时间顺序先后打出的计数点（每两个计数点间有三个计时点未画出）。用刻度尺量处A与B、E与F之间距离分别为2.40cm和0.84cm，那么小车的加速度大小是_______2/ms（结果保留两位有效数字），运动过程中，小车的速度逐渐_______（填“增大”、“增小”或“不变”）。【答案】（1）0.02s，偏小（2）20.61/ms，减小【解析】（1）打点周期为10.02Tsf，频率高于50Hz，但仍按50Hz计算，即计数点间的时间间隔偏大，根据逐差法可得2xaT测得的加速度小．（2）由24EFABxxat得，t=0.08s，则2220.842.40100.61/40.08ams，负号表示加速度的方向与初速度的方向相反，即速度再减小【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即2xaT，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 8．某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动

①实验中必要的措施是 A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力 ②他实验时将打点计时器接到频率为50HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）；s1=3.59cm；s2=4.41cm；s3=5.19cm；s4=5.97cm；s5=6.78cm；s6=7.64cm；则小车的加速度a= m/s2（要求充分利用测量数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s；（结果均保留两位有效数字）【答案】①AB ②0. 80 0.40 【解析】【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即2xaT，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度 9．某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律，物块在重力的牵引下开始运动，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，相邻计数点的距离如图乙所示，打点计时器电源的频率为50Hz。

（1）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。（2）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）（3）物块减速运动过程中加速度的大小为a=________2/ms，若用来计算物块与桌面间的动摩擦因数（g为重力加速度），则计算结果比动摩擦因数的真实值__________（选填“偏大”或“偏小”）【答案】（1）6；7；（2）1.00；1.20；（3）2.00，偏大．【解析】

【名师点睛】做分析匀变速直线运动情况时，其两个推论能使我们更为方便解决问题，一、在相等时