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(共41張PPT)
實(shí)驗(yàn)一　研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1.實(shí)驗(yàn)器材
電火花計(jì)時(shí)器（或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、　　　　　、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙.
2.實(shí)驗(yàn)原理（如圖所示）
刻度尺
3.實(shí)驗(yàn)步驟
（1）按照如上圖所示安裝實(shí)驗(yàn)裝置，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的一端，接好電源.
（2）把一細(xì)繩系在小車上，細(xì)繩繞過(guò)滑輪，下端掛合適的鉤碼，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，固定在小車后面.
（3）把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先　　　　　，后　　　　　.
（4）小車運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，斷開(kāi)電源，取下紙帶.
（5）換紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，選擇一條比較理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析.
接通電源
放開(kāi)小車
4.注意事項(xiàng)
（1）平行：紙帶細(xì)繩要與長(zhǎng)木板平行.
（2）兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開(kāi)電源，后取下紙帶.
（3）防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，防止鉤碼落地及小車與滑輪相撞.
（4）減小誤差：小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取到6~7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜.
（5）小車從靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置釋放.
1.判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
2.逐差法求加速度
3.利用平均速度求瞬時(shí)速度（如圖）
4.圖像法求加速度（如圖）
命題一　課標(biāo)教材原型實(shí)驗(yàn)　［基礎(chǔ)考查］
例1　（2023年全國(guó)卷）某同學(xué)利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)平均速度與時(shí)間的關(guān)系.讓小車左端和紙帶相連，右端用細(xì)繩跨過(guò)定滑輪和鉤碼相連.鉤碼下落，帶動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶.某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶和相關(guān)數(shù)據(jù)如圖乙所示.
24.00
80.0
位移區(qū)間 AB AC AD AE AF
Δx/cm 6.60 14.60 ΔxAD 34.90 47.30
v/（cm·s-1） 66.0 73.0 87.3 94.6
丙
如圖
70.0
59.0
b
2k
題后思考　
變式1　（2023年浙江卷）在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示.
（1）需要的實(shí)驗(yàn)操作有　　　　　（多選）.
A.調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行
B.傾斜軌道以補(bǔ)償阻力
C.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止釋放
D.先接通電源再釋放小車
ACD
【解析】（1）實(shí)驗(yàn)需要調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與軌道平行，A正確；該實(shí)驗(yàn)只要使小車加速運(yùn)動(dòng)即可，不需要傾斜軌道補(bǔ)償阻力，B錯(cuò)誤；為了充分利用紙帶，則小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靜止釋放，C正確；先接通電源再釋放小車，D正確.
（2）經(jīng)正確操作后打出一條紙帶，截取其中一段如圖乙所示.選取連續(xù)打出的點(diǎn)0、1、2、3、4為計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)1的讀數(shù)為　　 　cm.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50 Hz，則打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度大小為　　　　　 m/s（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）.
2.75
1.48
命題二　拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)　［能力考查］　　　　　　　　　　　　　　
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新
例2　（2024年深圳模擬）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分析自身步行時(shí)的速度特征.把接在50 Hz的交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在與人腰部等高的桌面上，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，一端固定在人腰部，人沿直線步行時(shí)帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄人步行時(shí)的運(yùn)動(dòng)信息.
（1）選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中連續(xù)5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F如圖甲所示，紙帶中BC段的平均速度為vBC=　　　　m/s.（保留兩位有效數(shù)字）
1.1
（2）沿著計(jì)數(shù)點(diǎn)位置把紙帶裁開(kāi)并編號(hào)，按編號(hào)順序把剪出的紙帶下端對(duì)齊并排粘貼在坐標(biāo)紙上.剪出的紙帶長(zhǎng)度代表打出這段紙帶時(shí)間內(nèi)的平均速度，把每段紙帶上邊中點(diǎn)連接成線，如圖乙所示.若用圖中曲線描述人運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間關(guān)系，如果用縱坐標(biāo)表示速度大小，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，則紙帶的橫寬D對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間跨度為　　　　s，請(qǐng)根據(jù)圖乙估算該同學(xué)的步幅為　　　　m.（均保留兩位有效數(shù)字）
0.10
0.53
【解析】 （2）紙帶的橫寬D對(duì)應(yīng)橫坐標(biāo)中的時(shí)間長(zhǎng)度為T=0.10 s.
可把圖像看成v-t圖像，同學(xué)的步幅為圖像一個(gè)周期內(nèi)五段紙帶長(zhǎng)度之和，該同學(xué)的步幅為s=（8.8+11+12+11+9.7）cm≈0.53 m.
變式2　某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運(yùn)動(dòng)，用自制“滴水計(jì)時(shí)器”計(jì)量時(shí)間.實(shí)驗(yàn)前，將該計(jì)時(shí)器固定在小車旁，如圖甲所示.實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滴水計(jì)時(shí)器等時(shí)間間隔地滴下小水滴，圖乙記錄了桌面上連續(xù)6個(gè)水滴的位置.（已知滴水計(jì)時(shí)器每30 s內(nèi)共滴下46個(gè)小水滴）
（1）由圖乙可知，小車在桌面上是　　　　（填“向左”或“向右”）運(yùn)動(dòng)的.
向左
【解析】（1）小車在阻力的作用下，做減速運(yùn)動(dòng)，由題圖乙知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運(yùn)動(dòng)的.
（2）該小組同學(xué)根據(jù)圖乙的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運(yùn)動(dòng).小車運(yùn)動(dòng)到圖乙中A點(diǎn)位置時(shí)的速度大小為　　　m/s，加速度大小為　　　m/s2.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
0.19
0.037
知識(shí)鞏固練
1.如圖所示的四條紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶（紙帶的左端先通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）.從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定：紙帶　　　是越來(lái)越快的，紙帶　　　是開(kāi)始越來(lái)越快，后來(lái)又越來(lái)越慢.若所用電源的頻率是50 Hz，圖中紙帶D從A點(diǎn)到B點(diǎn)，歷時(shí)　　　s，位移為　　　m，這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是　　　m/s，AD段的平均速度是　　　　m/s.
（本欄目對(duì)應(yīng)學(xué)生用書P339~340）
B
D
0.04
0.27
6.75　
7.88
2.測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)時(shí)，采用如圖的裝置，圖中長(zhǎng)木板水平固定.
（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，電火花計(jì)時(shí)器應(yīng)接在交流電源上，調(diào)整定滑輪高度，使　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
（2）已知重力加速度為g，測(cè)得木塊的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量
為m，木塊的加速度為a，則木塊與長(zhǎng)木板間動(dòng)摩擦因數(shù)μ= ____________.
細(xì)線與長(zhǎng)木板平行

（3）如圖所示為木塊在水平木板上帶動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫出.從紙帶上測(cè)出s1=3.20cm，s2=4.52cm，s5=8.42cm，s6=9.70cm.則木塊加速度大小a=　　　　　　m/s2（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）.
1.3
3.光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、B分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、B間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以精確地把物體從開(kāi)始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間記錄下來(lái).現(xiàn)利用圖乙所示的裝置測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)，圖中MN是水平桌面，Q是長(zhǎng)木板與桌面的接觸點(diǎn)，1和2是固定在長(zhǎng)木板適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門，與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出，長(zhǎng)木板頂端P點(diǎn)懸有一鉛錘.實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓滑塊從長(zhǎng)木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為1.0×10-2 s和4.0×10-3 s.用精度為0.05 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊的寬度D，其示數(shù)如圖丙所示.
（1）滑塊的寬度D=　　　　Cm.
（2）滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度v1=　　　　m/s，滑塊通過(guò)光電門2時(shí)的速度v2=　　　　　m/s.（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
（3）由此測(cè)得的瞬時(shí)速度v1和v2只是一個(gè)近似值，它們實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光電門1和2時(shí)的　　　 　，要使瞬時(shí)速度的測(cè)量值更接近于真實(shí)值，可將
　　　　的寬度減小一些.
1.010
1.0
2.5
平均速度　
滑塊
4.如圖甲所示，某同學(xué)使用有透光狹縫的鋼條和光電計(jì)時(shí)器的裝置測(cè)量重力加速度.在鋼條下落過(guò)程中，鋼條擋住光源發(fā)出的光時(shí)，計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，透光時(shí)停止計(jì)時(shí)；若再次擋光，計(jì)時(shí)器將重新計(jì)時(shí).實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)將鋼條豎直置于一定高度（下端A高于光控開(kāi)關(guān)），由靜止釋放測(cè)得先后兩段擋光時(shí)間分別為t1和t2.
64.3

偏大
綜合提升練
5.（2024年中山期末）科研小組用雷達(dá)探測(cè)一輛新能源汽車的加速性能，在一條平直的水平公路上，他們以公路作為位移x軸，汽車的運(yùn)動(dòng)方向作為正方向.在汽車加速過(guò)程中，從某時(shí)刻（t=0）開(kāi)始每隔1 s測(cè)量一次汽車在公路上的位置，汽車可視為質(zhì)點(diǎn)，結(jié)果如下表所示.
t/s 0 1 2 3 4 5 6
x/m 0 4.50 12.1 22.6 36.1 52.6 72.2
（1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以判定汽車在這段時(shí)間內(nèi)近似做勻加速運(yùn)動(dòng)，其加速度大小a= 　　　　m/s2.（保留兩位有效數(shù)字）
（2）當(dāng)t=3 s時(shí)，汽車的速度大小v=　　　　　m/s.（保留兩位有效數(shù)字）
（3）求出汽車在各個(gè)時(shí)刻的速度，作出汽車的速度-時(shí)間圖像應(yīng)該是一條
　　　　　（填“經(jīng)過(guò)”或“不經(jīng)過(guò)”）坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線，該直線經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的理由是　　　　　　　 　　　.
3.0
12
不經(jīng)過(guò)
零時(shí)刻速度不為零（有初速度）

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