高考物理一轮复习 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-人教版高三全册物理试题.doc

实验一
研究匀变速直线运动

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(Δx＝aT2)。
3．测定匀变速直线运动的加速度。
二、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。

突破点(一)实验原理与操作
[典例1]某同学用如“实验图示记心中”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，在下列的仪器和器材中，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
H．滑动变阻器
(2)如果小车做匀加速运动，所得纸带如图所示，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)
[由题引知·要点谨记]

1.两种打点计时器的不同[对应题干部分]
(1)电磁打点计时器使用6V以下低压50Hz交流电源，用振针打点，每隔0.02s打一次点。
(2)电火花计时器使用220V50Hz交流电源，电火花打点，每隔0.02s打一次点。2.匀变速直线运动的判断[对应第2题第1空]
连续相等时间内的位移之差为恒量，即x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝恒量，物体做匀变速直线运动。3.由纸带求物体速度的方法[对应第2题第2空]
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＝eq\f(xn+xn+1,2T)。4.由纸带用逐差法求加速度[对应第(3)题]
即根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点间的时间)，求出a1＝eq\f(x4－x1,3T2)，a2＝eq\f(x5－x2,3T2)，a3＝eq\f(x6－x3,3T2)，再算出a1、a2、a3的平均值a＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)＝eq\f(x4＋x5＋x6－x1＋x2＋x3,9T2)，即为物体的加速度。
[集训冲关]
1．如图所示，装置甲中挂有小桶的细线绕过定滑轮，固定在小车上；装置乙中橡皮筋的一端固定在导轨的右端，另一端系在小车上。一同学用装置甲和乙分别进行实验，经正确操作获得两条纸带①和②，纸带上的a、b、c、…均为打点计时器打出的点。

(1)任选一条纸带读出b、c两点间距离为________；
(2)任选一条纸带求出c、e两点间的平均速度大小为_______，纸带①和②上c、e两点间的平均速度eq\x\to(v)①________eq\x\to(v)②(填“大于”“等于”或“小于”)；
(3)下列说法正确的是________(填选项字母)。
A．两条纸带均为用装置甲实验所得
B．两条纸带均为用装置乙实验所得
C．纸带①为用装置甲实验所得，纸带②为用装置乙实验所得
D．纸带①为用装置乙实验所得，纸带②为用装置甲实验所得
解析：(1)纸带①中b、c间距为6.00cm－3.90cm＝2.10cm，纸带②中b、c间距为6.50cm－4.10cm＝2.40cm；
(2)纸带①中c、e两点间的平均速度为eq\x\to(v)①＝eq\f(10.50－6.00×10－2m,2×0.02s)＝1.125m/s，纸带②中c、e两点间的平均速度为eq\x\to(v)②＝eq\f(11.50－6.50×10－2m,2×0.02s)＝1.25m/s，可知纸