2021年高考物理一轮复习考点全覆盖（04）实验 研究匀变速直线运动（原卷版+解析版）

中小学教育资源及组卷应用平台 2021年高考物理一轮复习考点全覆盖 （04）实验 研究匀变速直线运动（原卷版） 考点解读： 一、纸带的三大应用 (1)判断物体运动性质． ①若Δx＝0，则可判定物体在实验误差允许的范围内做匀速直线运动． ②若Δx不为零且为定值，则可判定物体在实验误差允许范围内做匀变速直线运动． (2)求解瞬时速度． 做匀变速运动的物体在一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．如图所示，求打某一点的瞬时速度，只需在这一点的前后各取相同时间间隔T的两段位移xn和xn＋1，则打n点时的速度vn＝. (3)用“逐差法”求加速度． 如图所示 因为a1＝，a2＝，a3＝ 所以a＝＝. 二、实验的注意事项 （1）平行：纸带、细绳要和木板平行。 （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，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50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜。 a．作出速度—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。 三、依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法 （1）x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离。 （2）Δx是两个连续相等的时间里的位移差：Δx1=x2–x1，Δx2=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50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数）。 （4）Δx=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Δx必然是个恒量。这表明：只要小车做匀加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等。 考向：打点计时器的使用及纸带处理方法 【例1】某同学探究小磁铁在铜管中下落时受电磁阻尼作用的运动规律。实验装置如图1所示,打点计时器的电源为50 Hz的交流电。 (1)下列实验操作中,不正确的有　　　　。? A.将铜管竖直地固定在限位孔的正下方 B.纸带穿过限位孔,压在复写纸下面 C.用手捏紧磁铁保持静止,然后轻轻地松开让磁铁下落 D.在磁铁下落的同时接通打点计时器的电源 (2)该同学按正确的步骤进行实验(记为“实验①”),将磁铁从管口处释放,打出一条纸带,取开始下落的一段,确定一合适的点为O点,每隔一个计时点取一个计数点,标为1,2,…,8。用刻度尺量出各计数点的相邻两计时点到O点的距离,记录在纸带上,如图2所示。 图2 计算相邻计时点间的平均速度,粗略地表示各计数点的速度,抄入下表。请将表中的数据补充完整。 位置 1 2 3 4 5 6 7 8 (cm/s) 24.5 33.8 37.8 　? 39.5 39.8 39.8 39.8 　　(3)分析上表的实验数据可知:在这段纸带记录的时间内,磁铁运动速度的变化情况是　　　　;磁铁受到阻尼作用的变化情况是　　　　。? 【变式1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况。在这一实验中，某同学操作以下实验步骤 A．将打点计时器固定在平板上，并接好电路 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码 D．拉住纸带，将小车靠近打点计时器，先放开纸带，再接通电源 E．断开电源，取下纸带 其中错误的步骤有： （1）_____，正确步骤应该为_____； （2）电磁打点计时器工作时连接的是4-6 V的低压_____电源； （3）如果打点计时器所接电源频率为50 Hz，实验时得到如图所示的纸带，设O点是计数的起始点，且两个计数点间有4个点未标出.则打计数点2时物体的瞬时速度v2＝_____m/s，全过程中加速度a=_____m/s2。（结果保留两位有效数字） 【变式2】用电磁打点计时器、平板(光滑 ... ...