【物理】2019届一轮复习人教版实验：探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律学案

【物理】2019届一轮复习人教版实验：探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律学案

紧扣考纲 考情再现 测试内容 测试要求 ‎2018年 ‎2017年 ‎2016年 ‎2015年 ‎2014年 探究、实验：用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律 a ‎7‎ ‎4‎ ‎13‎ ‎25‎ 考点一　打点计时器的原理及使用 电磁打点计时器 电火花计时器 结构 图示 工作 电压 ‎______以下交流电 ‎______交流电 打点 方式 振针周期性上下振动 周期性产生电火花 打点 周期 实验 误差 振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较______‎ 火花放电不会影响纸带运动，误差较______‎ 记录 信息 位置、时刻或位移、时间 例1　(2017·扬州第二次学测模拟)在“用电火花计时器探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中，下列说法正确的是(　　)‎ A．电火花计时器应使用6 V以下的交流电源 B．电火花计时器应使用220 V的直流电源 C．纸带上点迹密集的地方表明物体的速度较小 D．纸带上点迹密集的地方表明相邻点间的时间较短 考点二　数据处理 ‎(1)选取纸带：从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带，舍掉开始比较密集的点迹．‎ ‎(2)测某点的速度：如图1所示，打B点时纸带的瞬时速度近似等于AC段的________________．‎ 图1‎ ‎(3)计数点的选取：通常取点迹清晰且便于测量的点作为第1个计数点，然后每5个点取1个计数点，如图2所示．电源的频率为50 Hz，这样相邻两个计数点之间的时间间隔为________．‎ 图2‎ ‎(4)判断纸带是否做匀变速直线运动：‎ ‎①利用上面的方法测出各个计数点的瞬时速度，并作出v－t图象．如果v－t图象为(或近似为)一条倾斜的________，则说明纸带做匀变速直线运动．‎ ‎②若相邻的两段相等时间内通过的位移之差为定值，即x2－x1＝x3－x2＝…，可认为纸带做________________运动．(依据：在匀变速直线运动中，在连续相等的时间内的位移之差相等，即Δx＝aT2)‎ ‎(5)测加速度：①利用公式a＝＝＝＝…或＝.‎ ‎②根据v－t图象，利用求出图线的斜率，即加速度．‎ 例2　(2018·江苏学测)如图3所示是“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的时间间隔为T，则C点的速度可表示为(　　)‎ 图3‎ A. B. C. D. 归纳总结　纸带上计算某点瞬时速度，通常以这一点作为中间时刻，计算一段的平均速度来代替．‎ 例3　(2017·无锡第二次学测模拟)用打点计时器研究某下落物体的匀变速直线运动，得到如图4所示的纸带．已知交流电频率是50 Hz，AB、BC间各有一个点，测得AB＝7.65 cm，BC＝9.15 cm.‎ 图4‎ ‎(1)打点计时器打出相邻两个点间的时间间隔为________ s；‎ ‎(2)物体的加速度为________ m/s2，打B点时物体的瞬时速度为________ m/s.‎ 例4　在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中 ‎(1)下列说法中不正确或不必要的是________(填字母)．‎ A．长木板的一端必须垫高，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动 B．连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行 C．小车应靠近打点计时器，先接通电源，后释放小车 D．选择计数点时，必须从纸带上第一个点开始 ‎(2)图5是实验中打下的一段纸带，算出计数点2的速度大小为________m/s，并在图6中标出，其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图3中已标出．‎ ‎(3)作图并求得小车的加速度大小为________m/s2.‎ 图5‎ 图6‎ ‎1．(2017·江苏学测)某打点计时器使用的电源频率为50 Hz，则纸带上连续打下两点的时间间隔是(　　)‎ A．0.01 s B．0.02 s C．0.03 s D．0.04 s ‎2．(2010·江苏学测)小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动，纸带上打出的点如图7所示，由此判断纸带的运动情况是(　　)‎ 图7‎ A．先匀速后减速 B．先加速后匀速 C．先减速后加速 D．先加速后减速 ‎3．(2017·江苏学测)如图8所示，“验证机械能守恒定律”实验中打出一条纸带，O为重物开始下落的起始位置，P为下落过程中的某一点．测得OP间距离为h、时间为t，P前后相邻两点间的距离为Δx，时间间隔为Δt.则计算P点瞬时速度v的表达式为(　　)‎ 图8‎ A．v＝ B．v＝ C．v＝ D．v＝ ‎4．(2018·泰州中学学测模拟二)在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中，某同学打出了一条纸带，已知计时器打点的时间间隔为0.02 s，他按打点先后顺序每5个点取1个计数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图9所示，则相邻两个计数点之间的时间间隔为________ s．用刻度尺量得点A、B、C、D到O点的距离分别为x1＝1.50 cm，x2＝3.40 cm，x3＝5.70 cm，x4＝8.40 cm.由此可知，打C点时纸带的速度大小为________ m/s.与纸带相连的小车的加速度大小为__________ m/s2.(结果保留两位有效数字)‎ 图9‎ 答案精析 考点突破 考点一 ‎6 V　220 V　0.02 s　0.02 s　大　小 例1　C　[电火花计时器应使用220 V的交流电源，A、B项错误；速度越小，点迹越密，C项正确；任意相邻两点的时间间隔一样，D项错误．]‎ 考点二 ‎(2)平均速度　(3)0.1 s　(4)①直线　②匀变速直线 例2　C　[C点为BD段的中间时刻，C点的瞬时速度为BD段的平均速度，C正确．]‎ 例3　(1)0.02　(2)9.375　2.10‎ 解析　(1)因为交流电的频率为50 Hz，打点计时器打出相邻两个点间的时间间隔为0.02 s.‎ ‎(2)物体的加速度为 a＝＝ m/s2＝9.375 m/s2，‎ 打B点时物体的瞬时速度为 vB＝＝×10－2 m/s＝2.10 m/s.‎ 例4　(1)AD　(2)0.60　(3)1.45‎ 解析　(1)探究小车的速度随时间的变化规律，要求长木板平放即选项A不是必要的．在处理纸带时，由于第一点并不确定，因此常常将前面的点去掉，从清晰可辨的点取点后处理实验数据，所以D选项也不是必要的．连接小车的细线需要与木板平行，否则就要涉及到线的拉力分解问题，即拉力是一个变力，选项B是必要的．操作时应先接通电源再释放小车，所以C选项是必要的．因此答案为A、D.‎ ‎(2)根据图中x1＝3.80 cm ，x3＝15.70 cm ，‎ 所以v2＝≈0.60 m/s.‎ ‎(3)由图象可求出加速度a＝＝1.45 m/s2‎ 真题演练 ‎1．B　2.D　3.A　4.0.10　0.25　0.40‎