2020版高考物理（教科版）一轮复习学案：第一章+实验一　研究匀变速直线运动+Word版含答案

实验一　研究匀变速直线运动 ◆ 数据处理 1．利用逐差法求平均加速度：a1＝，a2＝，a3＝，＝. 2．利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝. 3．利用速度－时间图象求加速度：作出速度－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． 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，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧． 热点一　对实验步骤和实验原理的考查 [典例赏析] [典例1]　(2018·北京卷)用图甲所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律． 甲 主要实验步骤如下： 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运动，重复几次． b．选出一条点迹清晰的纸带，找一个合适的点当做计时起点O(t＝0)，然后每隔相同的时间间隔T选取一个计数点，如图乙中A、B、C、D、E、F……所示． 乙 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，如图丙所示． 丙 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 E．天平(含砝码) (2)在图丙中已标出计数点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图象． (3)观察v－t图象，可以判断小车做匀变速直线运动，其依据是　_____　.v－t图象斜率的物理意义是　_____　. (4)描绘v－t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度表示各计数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是　_____　(选填“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　_____　(选填“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，为此他设计了如图丁所示的“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． 丁 [解题关键]　实验原理的认识 (1)图象法是实验中常用的方法，要学会通过图象分析问题． (2)测量量的转换是实验中的常用手段，当某一个物理量不易测量时，可通过该量与其他量的关系式，转换成其他可测量的物理量．如将速度的测量转换成位移的测量． [解析]　本题考查研究匀变速直线运动规律的实验． (1)打点计时器所用电源为50 Hz的交流电源，测量各计数点间距离需用刻度尺． (3)因为小车的速度随时间均匀变化，所以小车做匀加速直线运动．由匀加速直线运动中速度v＝v0＋at，可知v－t图象斜率的物理意义是加速度． (4)＝，若用表示瞬时速度，Δt越小越好，而选取的Δx大小会影响速度测量值与真实值的偏差大小． (5)设v0＝0，v＝at，而x＝at2，故可通过位移随时间的变化情况，判断速度随时间的变化情况． [答案]　(1)A　C　(2)如 ... ...