讲义试验1~试验2讲解

必修1第一章运动的描述匀变速直线运动实验1用打点计时器测速度实验2探究小车速度随时间变化的规律［考试 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ］知识内容必考要求加试要求实验1：用打点计时器测速度V实验2：探究小车速度随时间变化的规律V基本实验要求.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、交流电源、复写纸..实验步骤⑴按照实验原理图所示实验装置，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，下端挂适量的钩码，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)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析..注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行.⑵两先两后：实验中应先接通电源，后放开小车；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50cm的纸带上清楚地取出6〜7个计数点为宜.规律方法 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf .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)处理的方法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(如图1)TOC\o"1-5"\h\zY~123456t7Iff??T?X1%2%3入4*5凡图1a=a:a:na二ai+a-aa13T2，a23T2，a33T2a3③利用平均速度求瞬时速度：v=x^x^n2T④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度一时间图象，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..依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动⑴x「x2、x3„xn是相邻两计数点间的距离.⑵Ax是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Ax1=x2-x1,Ax2=x3-x2,„.(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50Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).(4)Ax=aT2,因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Ax必然是个恒量.这表明：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.考点一基本仪器.［打点计时器的使用］关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是()A.打点计时器一般使用4〜6V的直流电源B.安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面C.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器D.最好在接通电源的同时，放开小车答案C解析(1)打点计时器是一种使用4口6V交流电源的计时仪器，口是靠通电线圈的磁场与永久磁铁相互作用使振动片做周期性振动而打点计时的，故必须接低压交流电源；(2)复写纸TOC\o"1-5"\h\z应安放在纸带的上面，要求纸带运动时，复写纸绕定位轴转动，这样才能打出清晰的点；(3)释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样才能在纸带上50cm长度内清楚地取出7口8个计数点(以每打五个点作为一个计数点)；(4)应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车.综上所述正确选项为C..［仪器选择］利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，请选出较准确的一组()A.学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸B.学生电源、导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸C.导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸D.学生电源、导线、电磁打点计时器、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸答案B解析使用电火花计时器时不能使用学生电源，选项A错误，选项B正确；选项C缺少学生电源，选项D缺少小车..［气垫导轨和光电计时器］如图2所示，气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光Ax遮住，电子计时器可自动记录遮光时间At.测得遮光条的宽度为Ax，用*近似代表滑块通过Ax光电门时的瞬时速度.为使At更接近瞬时速度，正确的措施是()图2A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角答案AAx解析外At时间内的平均速度，AxAt越小，At口口皿口口口口口叫.A选项中换用宽度更窄的遮光条，就是取更短的时间At，A正确；B、C、D选项中的处理不能保证At很短，Aa不能确定更接近瞬时速度，选项IB、C、D错误■知识小结■■认识“两种仪器”，区别“两种点”1.打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02s打一次点(2)工作条件①电磁打点计时器：4口6V的交流电源②电火花计时器：220V的交流电源2.气垫导轨气垫导轨：导轨小孔中喷出的气体使滑块处于悬浮状态，减小滑块与导轨间的摩擦阻力3.计时点和计数点0.02s；计数点是人们(1)计时点和计数点的比较计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为根据需要按一定的个数选择的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择的个数而定，如每个点取一个计数点和每隔4个点取一个计数点，时间间隔都是0.1s.(2)纸带上相邻的两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的计数点越稀疏考点二实验原理与实验操作.［实验操作］关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是(A.长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低B.在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处C.应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动答案AA错误.实验时，为了能在纸带B正确；如果先释解析长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故选项上得到较多的点迹，释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处，选项放小车，可能纸带上打不上几个点，故选项C正确；为了保护小车避免落地摔坏，在小车D正确到达定滑轮前要用手使小车停止运动，选项.［实验原理］(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学利用纸带上的数据计算出了各计数点对应时刻小车的瞬时速度.然后他以速度。为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，共描出了10个点，并画出了小车运动的o-1图象，如图3所示.针对该同学作出的o-1图象，他所在的实验小组的其他四位同学分别交流了自己的看法，以下四种看法，你认为有道理的是（）Or/s图3A.这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的图象不可能为一条直线，而应为一条平滑的曲线B.这10个点中有7个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只有F和B两个点离这条直线太远C.在这10个点中有3个点（A、D、I）能画在一条直线上，其余7个点都不在该直线上，这条直线肯定不能表示小车的速度随时间变化的规律D.与直线偏差较小的点（。、E、G、H、J可能是实验误差造成的，而偏离直线较远的点（B、F）则可能是实验中出现失误造成的答案BD解析实验中产生误差是不可避免的，所以得到的点不可能严格地处于一条直线上，会稍有偏差.但偏差过大的点则可能是实验中的失误造成的，作图时应把这样的点舍弃，故选项B、D两种看法有道理6.［实验操作］在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你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求出ag.根据公式%=写X、a?=与X、&=我及a=让9％，13T223T233T23答案ABCDFG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.7.［实验器材和实验原理］某同学用如图4甲所示的实验装置探究小车速度随时间变化的规律.电源插头图4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。、b、c、d等点；C.测出%1、%2、％3、….结合上述实验步骤，请你继续完成下列问题：(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TOC\o"1-5"\h\z(2)如果小车做匀加速直线运动，所得纸带如图乙所示，则%1、%2、%3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.%＋%合案(1)AD(2)%3—%2=%2—%1(或2%=%1+%3)I。T解析(2)因小车做匀加速直线运动，所以%3一％2=%2一％1，即2%2=%1+%3.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，v=%^.c10T考点三数据处理与误差分析.［纸带数据处理］如图5是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.图5⑴已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为.(2)A、B、。、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％=;。点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字).答案(1)0.02s(2)0.700cm0.100m/s0.02s.解析(1)打点计时器频率为50Hz,周期T』0.02s,故打相邻两点的时间间隔为(2)两相邻计数点间的时间间隔为T0.02X5s口0.1s,ODDO%17.00mm口0.700cm.C点对应速度4&/展cd口C2T0.90口1.102X0.1cm/s口0.100m/s..［误差分析］(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中对于减小实验误差有益的是()A.选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案ACD解析若小车的加速度过小,会使点过于密集,不便于测量..［用公式法处理实验数据］研究小车匀变速直线运动的实验装置如图6(a)所示，其中斜面倾角6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.图6(1)部分实验步骤如下：A.测量完毕，关闭电源，取出纸带B.接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C.将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D.把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：(用字母填写).⑵图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T=s.⑶计数点5对应的瞬时速度大小计算式为％=.(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a=答案(1)DCBA(2)0.1(3)x4^乙JL(x+X+x)—(x,+X+x)|H-3O1Zj9T2解析(2)时间t=nT0=5X0.02s=0.1s(n为相邻两个计数点的间隔数).(3)在匀变速直线运动中：中间时刻的速度等于平均速度.(4)取x1'=x1+x2+x3,x2'=x4+x5+x6,贝则T,=3T,就可用Ax'=x2‘-x1'=aT‘2求a..［用图象法处理实验数据］实验中，如图7所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、。、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s.TOC\o"1-5"\h\z|CDE7.50.q**d单位:cm-27.60一60.30J-105.60►图7(1)根据纸带可判定小车做运动.m/s.在(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD=m/s,vC=m/s,vB=如图8所示坐标中作出小车的v—a=(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度的物理意义是答案(1)匀加速直线(2)3.902.641.38见解析图12.60m/s2(3)零时刻小车经过A点的速度解析(1)根据纸带提供的数据可知xBC-xAB=xCD-xBC=xDE-xCD=12.60cm,故小车做匀加速直线运动.⑵根据Q=v可知2(105.60-27.60)X10-20.2m/s=3.90m/s(60.30-7.50)X10-20.2m/s=2.64m/s27.60X10-202m/s=1.38m/s描点连线得如图所示v-t图线，根据图线斜率知a=12.60m/s2.(3)图线与纵轴交点的速度的物理意义是零时刻小车经过A点的速度.