2024届高考物理一轮总复习第一章质点的直线运动实验一研究匀变速直线运动课件

这是一份2024届高考物理一轮总复习第一章质点的直线运动实验一研究匀变速直线运动课件，共34页。PPT课件主要包含了基本原理与操作，数据处理，注意事项，化的规律，图S1-1，主要实验步骤如下，运动重复几次，图S1-2，图S1-3，E天平含砝码等内容，欢迎下载使用。

考点 1 实验原理与操作
【典题 1】在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，请你将认为正确的选项前面的字母填在横线上：______________.
A.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面B.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C.再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适
的钩码，每次必须由静止释放小车
D.把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面E.把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，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
F.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个起始点，并把每打五个点的时间作为时间单位.在选好的起始点下面记作 0，往后第五个点作为计数点 1，依次标出计数点 2、3、4、5、6，并测算出相邻两计数点间的距离
解析：在实验中应尽可能地保证小车做匀变速直线运动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情况，既要减小系统误差又要减小偶然误差.其中 E 项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源.答案：ABCDFG
考点 2 数据处理与误差分析考向 1 v-t 图像处理数据
【典题 2】用图 S1-1 所示的实验装置研究小车速度随时间变
a.安装好实验器材.接通电源后，让拖着纸带的小车沿长木板
b.选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当作计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔 T 选取一个计数点，如图 S1-2中 A、B、C、D、E、F……所示.
c.通过测量、计算可以得到在打 A、B、C、D、E……点时小
车的速度，分别记作 v1、v2、v3、v4、v5……
d.以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系，在坐标纸
上描点，如图 S1-3 所示.
结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1) 在下列仪器和器材中，还需要使用的有____________ 和
__________(填选项前的字母).A.电压合适的 50 Hz 交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表
(2)在图 S1-3 中已标出计数点 A、B、D、E 对应的坐标点，请在该图中标出计数点 C 对应的坐标点，并画出 v-t 图像.(3)观察 v-t 图像，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是__________.v-t 图像斜率的物理意义是______________________.(4)描绘 v-t 图像前，还不知道小车是否做匀变速直线运动.用
表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt 的要求
是________(填“越小越好”或“与大小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx 大小与速度测量的误差_______(填“有关”或“无关”).
(5)早在 16 世纪末，伽利略就猜想落体运动的速度应该是均匀变化的.当时只能靠滴水计时，为此他设计了如图 S1-4 所示的“斜面实验”，反复做了上百次，验证了他的猜想.请你结合匀变速直线运动的知识，分析说明如何利用伽利略“斜面实验”检验小球的速度是随时间均匀变化的________________________________
_____________________________________________________.
越接近计数点的瞬时速度，所以Δt 越小越好，
解析：(1)打点计时器需用交流电源.为了计算速度需要利用刻度尺测量长度.故需要的仪器选 A、C.(2)利用所给点迹描点连线，得图像如图 D2 所示.其中 C 点的横坐标为 3T，纵坐标为 v3.(3)结合图像可以看出小车速度随时间均匀变化，所以小车做匀加速运动，图像的斜率代表了小车运动时的加速度.
计算速度需要用到Δx 的测量值，所以选取的Δx 大小与速度测量的误差有关.
(5)如果小球的初速度为 0，其速度 v∝t，那么它通过的位移x∝t2.因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化.(要检验小球的速度是随时间均匀变化的，可以检验小球运动位移与时间的平方成正比，利用滴水可以得到小球的运动时间，并测出小球在相应时间内的位移，则可以验证)
答案：(1)AC (2)如图 D2 所示.
(3)小车的速度随时间均匀变化 加速度(4)越小越好 有关
(5)如果小球的初速度为 0，其速度 v∝t，那么它通过的位移x∝t2.因此，只要测量小球通过不同位移所用的时间，就可以检验小球的速度是否随时间均匀变化
考向 2 公式处理实验数据
【典题 3】某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究.物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图 S1-5 所示.已知打点计时器所用交流电的频率为 50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有 4 个打出的点未画出.在 A、B、C、D、E 五个点中，打点计时器最先打出的是______点.在打出 C 点时物块的速度大小为________m/s(保留 3 位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________m/s2(保留 2 位有效数字).
解析：物块加速下滑，速度越来越大，在相等时间内物块的位移越来越大，刚开始时在相等时间内的位移较小，由图示纸带可知，打点计时器最先打出的点是 A 点.每两个相邻点之间还有 4个打出的点未画出，相邻计数点间的时间间隔为
t＝0.02×5＝0.1 s
打出 C 点时的速度大小为
答案：A 0.233 0.75
考向 1 实验数据处理的创新【典题 4】某同学用图 S1-6 甲所示的实验装置来测量匀变速直线运动的加速度.
(1)实验的主要步骤：
①用游标卡尺测量挡光片的宽度 d，结果如图乙所示，读得
d＝________mm.
②用刻度尺测量 A 点到光电门所在位置 B 点之间的水平距离 x.③滑块从 A 点静止释放(已知砝码落地前挡光片已通过光电门).
④读出挡光片通过光电门所用的时间 t.
⑤改变光电门的位置，滑块每次都从 A 点静止释放，测量相
应的 x 值并读出 t 值.
(2)根据实验测得的数据，以 x 为横坐如图 S1­7 所示，可求得该图线的斜率 k＝
_______m－1·s－2.由此进一步求得滑块的加
速度a＝_______m·s－2. (计算结果均保留 3
解析：(1)根据游标卡尺读数规则，挡光片的宽度 d＝6 mm＋10×0.05 mm＝6.50 mm.
答案：(1)①6.50 (2)2.38×104
考向 2 实验目的及器材的创新【典题 5】(2022 年辽宁卷)某同学利用如图 S1-8 所示的装置测量重力加速度，其中光栅板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带(宽度用 d 表示).实验时将光栅板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器.光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通
过光电传感器的时间间隔Δt.
(1)除图中所用的实验器材外，该实验还需要__________(填
“天平”或“刻度尺”).
(2)该同学测得遮光带(透光带)的宽度为 4.50 cm，记录时间间
根据上述实验数据，可得编号为 3 的遮光带通过光电传感器的平均速度大小 v3＝________m/s(结果保留 2 位有效数字).
(3)某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔为Δt1、Δt2，则重力加速度 g＝____________(用 d、Δt1、Δt2 表示).(4)该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：______________________________.解析：(1)该实验测量重力加速度，不需要天平测质量.需要用刻度尺测量遮光带(透光带)的宽度，故需要刻度尺.(2)根据平均速度的计算公式可知