2018版高考复习实验(1)《研究匀变速直线运动》教学案(含答案)

实验一研究匀变速直线运动

前期准备·明确原理——知原理抓住关键

【实验目的】

1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)。

3．测定匀变速直线运动的加速度。

【实验原理】

1．打点计时器

(1)作用

计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s 打一次点。

(2)工作条件

①电磁打点计时器：6 V以下交流电源；

②电火花计时器：220 V交流电源。

(3)处理纸带数据时区分计时点和计数点

计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点‘与’每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。

2．匀变速直线运动的判断

(1)若物体在连续相等时间T内的位移之差Δx为一恒量，即Δx＝aT2，则物体做匀变速直线运动。

(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v -t图象，若图象是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。

3．由纸带计算某点的瞬时速度

根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时

速度v

n ＝

x

n

＋x

n＋1

2T

来计算。

4．利用纸带求物体加速度的两种方法

(1)逐差法：根据x

4－x

1

＝x

5

－x

2

＝x

6

－x

3

＝3aT2(T为相邻计数点之间的时间

间隔)，求出a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33＝(x 4＋x 5＋x 6)－(x 1＋x 2＋x 3)9T 2

，即为物体的加速度。 (2)图象法：利用v n ＝x n －1＋x n 2T

求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v -t 图象，用v -t 图象的斜率求物体运动的加速度。

【实验器材】

电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。

再现实验·重视过程——看过程 注重数据

【实验步骤】

1．仪器安装

(1)把一端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，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。

2．测量与记录

(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次。

(2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即计数点的时间间隔为T ＝0.1 s 。正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中。