高考物理总复习 第一章 运动的描述 匀变速直线运动的研究 实验一 研究匀变速直线运动测试题-人教版高三全册物理试题.doc

实验一研究匀变速直线运动
[学生用书P11]
一、实验目的
1．练习正确使用打点计时器．
2．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度．
3．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，根据图象求加速度．
二、实验原理

从纸带上确定计数点和两计数点间隔的时间，量出相邻计数点间的距离，利用平均速度求出瞬时速度；计算相邻计数点距离之差，看其是否是一个常数来确定运动性质．
三、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、细线、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．
四、实验步骤
1．按照实验原理图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源．
2．把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，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．

对实验原理和操作的考查[学生用书P12]
1．匀变速直线运动的判断
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2.
(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．注意事项
(1)平行：纸带、细线要和木板平行．
(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)减小误差：小车的加速度要适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．
(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．
【典题例析】
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：
A．安装好实验器材；
B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列小点，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；
C．测出x1、x2、x3….
结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务：
(1)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，在下列仪器和器材中，必须使用的有________．(填选项代号)
A．电压合适的50Hz交流电源
B．电压可调的直流电源
C．秒表 D．刻度尺E．天平F．重锤G．弹簧测力计
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图乙所示，则x1、x2、x3的关系是__________________________，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则打c点时小车的速度大小是________．
(3)如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加速度a的表达式为：________．
[答案](1)AD(2)x3－x2＝x2－x1eq\f(x2＋x3,10t)
(3)a＝eq\f(（x4＋x5＋x6）－（x1＋x2＋x3）,225t2)
1.(2017·高考全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系．使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器．

实验步骤如下：
①如图(a)，将光电门固定在斜面下端附近；将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；
③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，eq\x\to(v)表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出eq\x\to(v)；
④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出eq\x\to(v)－Δt图，如图(c)所示．

完成下列填空：
(1)用a表示滑块下滑的加速度大小，用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则eq\x\to(v)与vA、a和Δt的关系式为eq\x\to(v)＝________________．
(2)由图(c)可求得，vA＝________cm/s，a＝______