【物理】人教版高一同步教学(课件+达标训练+随堂演练):第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验:探究小

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名称 【物理】人教版高一同步教学(课件+达标训练+随堂演练):第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验:探究小
格式 zip
文件大小 1.0MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2010-09-26 16:18:00

文档简介

1.根据已打出的纸带,不用公式计算就能直接得出的物理量是(  )
①时间间隔 ②位移 ③加速度 ④平均速度
A.①②  B.②③
C.③④ D.①④
【解析】 从纸带可直接读出的物理量为时间间隔和位移,可以计算得出的有加速度、平均速度,故A正确.
【答案】 A
2.关于“探究小车速度随时间变化规律”的实验操作,下列说法错误的是(  )
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,小车应紧靠打点计时器
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
【解析】 实验过程中,长木板应平放,故A项正确.在释放小车前,小车应靠近而不是紧靠打点计时器,故B项不正确.实验中应先接通电源后释放小车,故C项正确.实验时小车到达滑轮前应使其停下来而不要让其碰到滑轮,故D项正确.
【答案】 B
3.关于纸带上打点间隔的分析,下列说法正确的是(  )
A.沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做加速运动
B.沿着点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,说明纸带在做减速运动
C.纸带上点间间隔相等,表示纸带是匀速运动的
D.纸带上点间间隔相等,表示纸带是变速运动的
【解析】  纸带上点间间隔相等,由v=知纸带运动是匀速的,若沿点迹运动的方向看去,点间距离越来越小,即Δx变小而时间Δt不变,说明纸带在做减速运动.
【答案】 BC
4.采用下列哪些措施,有利于减小纸带受到的摩擦而产生的误差(  )
A.改用直流6V电源
B.电源电压越低越好
C.使用平整不卷曲的纸带
D.使物体的运动方向与纸带在一条直线上
【解析】 纸带受到的摩擦主要指纸带与振针、限位孔之间的摩擦,打点计时器必须使用交流电,故A错.其电压低可减小摩擦,若过低打出的点会很不清晰,故B亦错.使用平整不卷曲的纸带且使纸带与物体的运动方向一致,可减少纸带与限位孔等之间的摩擦,故C、D都对.
【答案】 CD
5.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中,下列说法正确的是(  )
A.通过调节,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上
B.坐标轴单位长度越小越好
C.开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带
D.钩码的质量越大越好
【解析】 实验中要调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,可以减小摩擦,所以A对;要适当地选取坐标轴的单位长度使图象尽量分布在较大的坐标平面内,所以B错;开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带,这样可以使实验效果更好,所以C对;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,以100 g左右为宜,所以D错.
【答案】 AC
6.在实验中,得到纸带如下图所示,图中的点为计数点,在每两个相邻计数点间还有4个点没有画出,则小车运动的加速度为(单位:m/s2)(  )
A.0.2 B.2.0
C.20.0 D.200.0
【解析】 在此题中,每5个点取一个计数点,所以每相邻两个计数点间的时间间隔为T=5×0.02 s=0.1 s,由图可知,任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差Δx=2.00 cm=0.02 m,由公式Δx=aT2,有a=Δx/T2=(0.02/0.12)m/s2=2.0 m/s2.
【答案】 B
7.如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,哪条纸带的加速度最大(  )
【解析】 4条纸带的时间间隔相等,其中C、D 2条纸带上的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动,可看做加速度为0.A、B 2条纸带上的点间隔在不断增大,且A条纸带上的点相邻间距之差较大,故纸带A的加速度最大.
【答案】 A
8.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中的错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G…).
A.拉住纸带,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开纸带,再接通电源
B.将打点计时器固定在长木板无滑轮一端,并接好电路
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.取下纸带
E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
F.从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分析错误和遗漏
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________;
③________________________________________________________________________.
正确的步骤顺序为:________________________________________________________________________.
【答案】 ①A中先放纸带,后接通的电源.应该先接通电源,待打点稳定后再放开小车;②D中没有先断开电源,后取下纸带.应该先断开电源,然后取下纸带;③G换上新纸带,重复实验三次;正确的步骤顺序是:BECADGF.
9.在“研究匀变速直线运动”的实验中,打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如下图所示,在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有四个点未画出,各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB=________m/s.CE间的平均速度为________m/s;
(2)以打B点时为计时起点,建立v-t坐标系如下图所示.请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线;
(3)根据图线可得小车运动的加速度为________m/s2.
【解析】 (1)相邻两个计数点间的时间间隔为0.1 s
所以vB= = m/s=0.25 m/s
CE== m/s=0.45 m/s
(2)v-t图象见答案
(3)在v-t图象中,图线的斜率表示加速度,即
a= m/s2=1 m/s2.
【答案】 (1)0.25 0.45
(2)
(3)1
10.
如右图所示是某一做直线运动的小车(后连纸带)通过打点计时器时打出的一段纸带,图中的0、1、2、3、4、5、6为按时间顺序选取的7个计数点,每相邻两个点中间都有4个点未画出,用米尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的
距离分别是8.78 cm、16.08 cm、21.87 cm、26.16 cm、28.84 cm、30.07 cm,请做出其v-t图象,并分析小车的运动特点.
【解析】 利用平均速度等于中间时刻的瞬时速度,求出图中计数点1、2、3、4、5五个时刻的速度:v1==80.4 cm/s,v2==65.45 cm/s,v3==50.40 cm/s,v4==34.85 cm/s,v5==19.55 cm/s.
【答案】 作出v-t图象如下图所示.由图象可以看出小车的速度随时间均匀减小.(共27张PPT)
1 实验:探究小车速度随时间变化的规律
1.能熟练使用打点计时器操作本实验.
2.能够通过纸带数据计算中间时刻速度、平均速度.
3.会用图象法处理纸带数据,并得出相应结论.
4.能够通过v-t图象判断物体的各类运动.
一、实验过程
1.实验器材
打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线,一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸.
2.实验步骤
(1)如下图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,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.
(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.
(3)把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点.
(4)换上新的纸带,重复实验两次.
(5)增减所挂钩码,按以上步骤再做两次实验.
3.注意事项
(1)开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.
(2)先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.
(3)打点完毕,立即断开电源.
(4)选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.
(5)要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.
1.关于用打点计时器“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,以下说法正确的是(  )
A.打点计时器应固定在长木板上靠近滑轮的一端
B.开始实验时小车应放在靠近打点计时器的位置
C.应先启动打点计时器,待打点稳定后再释放小车
D.牵引小车的钩码质量越大越好
【解析】 打点计时器与滑轮间的距离尽可能要大,小车尽可能靠近打点计时器,就是为了使小车运动的距离较大,尽可能打出较多的点,A错误,B正确;若先释放小车再接通电源,只能在纸带的后面的部分上打点,不能很好地利用纸带,C正确;钩码质量应适当,钩码质量小,打的点很密,钩码质量大,打的点少,都会带来实验误差,D错误.
【答案】 BC
二、数据处理的方法
1.选取纸带、确定计数点并进行测量
(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带.
(2)为了便于测量,一般舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作计时起点(0点).
(3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如下图所示,相邻两点中间还有4个点未画出).
位置编号 0 1 2 3 4 5
时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
x/m
v/(m·s-1)
3.作出小车运动的v-t图象
(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图象大致分布在坐标平面中央.
(2)描点:描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标.(所描的点一般用“·”标明)
(3)连线:用一条曲线或直线“拟合”这些点.
仔细观察所描各点的分布情况.用一条直线“拟合”这些点,即让所画的直线连接尽可能多的点,不能连接的点应均匀分布在直线两侧,舍弃离直线较远的点.
4.实验结论
分析小车运动的v-t图象,描述小车的运动速度随时间的变化规律.
如果画出的v-t图象是一条倾斜的直线,说明小车做速度均匀变化的直线运动.图象和纵坐标的交点表示开始计时时小车的速度—初速度.
计数点序号 1 2 3 4 5 6
计数点对应
的时刻(s) 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
通过计数点
的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0
2.在研究匀变速直线运动的实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下:
为了计算加速度,合理的方法是(  )
A.根据任意两计数点的速度用公式a=Δv/Δt算出加速度
B.根据实验数据画出v-t图象,量出其倾角,由公式a=tan α求出加速度
C.根据实验数据画出v-t图象,由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a=Δv/Δt算出加速度
D.依次算出通过连续两计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度
【解析】 方法A偶然误差较大.方法D实际上也仅由始末两个速度决定,偶然误差也比较大.只有利用实验数据画出对应的v-t图象,才可充分利用各次测量数据,减少偶然误差.由于在物理图象中,两坐标轴的分度大小往往是不相等的,根据同一组数据,可以画出倾角不同的许多图象,方法B是错误的.
【答案】 C
在探究小车速度随时间变化规律的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上________.
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板上远离滑轮的一端,并连好电路
C.换上新的纸带,再重做两次实验
D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下端吊着合适的钩码
G.断开电源,取出纸带
【解析】 正确的实验步骤:把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面;把打点计时器固定在木板上远离滑轮的一端,并连好电路;把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下端吊着合适的钩码;把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面;使小车停在靠近打点计时器处,接通电源.放开小车,让小车运动;打完一条纸带,断开电源,取下纸带;换上新纸带,再重做两次实验.即顺序为DBFAEGC.
【答案】 DBFAEGC
1-1:从下列所给的器材中,选出本实验所需的器材,有________,为达到实验目的,还缺少________.
①电磁打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板
【答案】 ①④⑤⑥⑦⑨ 低压交流电源
在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,下图中给出了从0点开始,每5个点取一个计数点的纸带,其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点.测得x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.38 cm,x4=2.88 cm,x5=3.39 cm,x6=3.87 cm.
那么:
(1)在打点计时器打出点1、2、3、4、5、6时,小车的速度分别为v1=________cm/s,v2=________cm/s,v3=________cm/s,v4=________cm/s,v5=________cm/s.
(2)在平面直角坐标系中作出速度—时间图象.
(3)分析小车运动速度随时间变化的规律.
【答案】 (1)16.50 21.40 26.30 31.35 36.30
(2)如下图所示
(3)见解析
2-1:一小球在桌面上从静止开始做加速运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下小球每次曝光的位置,并将小球的位置编号.如下图所示,1位置恰为小球刚开始运动的瞬间,作为零时刻.摄影机连续两次曝光的时间间隔均为0.5 s,小球从1位置到6位置的运动过程中经过各位置的速度分别为v1=0,v2=0.06 m/s,v3=________m/s,v4=0.18 m/s,v5=________m/s.在坐标图中作出小球的速度—时间图象(保留描点痕迹).
【答案】 0.12 m/s 0.24 m/s 图见解析
在实验的基础上,通过合理地推理得出结论是物理研究的重要方法,也是进行科学研究的重要方法.
0.1 s 0.2 s 0.3 s 0.4 s
倾角30°时的位移 2.1 cm 8.2 cm 19.0 cm 33.6 cm
倾角60°时的位移 4.1 cm 14.4 cm 37.0 cm 65.6 cm
倾角90°时的位移 5.0 cm 20.0 cm 44.9 cm 80.0 cm
如下表所示,为某次探究放在斜面上的物体加速下滑时位移随时间变化的数据.根据以下数据你可以得到的结论(  )
A.位移与时间成正比;倾角越大,比例系数越大
B.位移与时间的平方成正比;倾角越大,比例系数越大
C.位移与时间的平方成正比;比例系数不变
D.位移与时间成正比;倾角越大,比例系数越小
【解析】 通过观察表格数据,可以看出位移随时间增大而增大,但不是与时间成正比关系,所以猜想位移与时间的平方成正比.观察表格数据,可看出位移在倾角大时的比例系数大.所以B选项正确.
【答案】 B
随堂演练
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