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1、2013届高考物理复习课件届高考物理复习课件2021/8/11 星期三1第第5讲运动图象追及与相遇问题讲运动图象追及与相遇问题运运动动的的描描述述和和匀匀变变速速直直线线运运动动第一章第一章2021/8/11 星期三2编读互动1 1研究匀变速直线运动实验的重点是对纸带记录的信息研究匀变速直线运动实验的重点是对纸带记录的信息进行分析和数据处理，这是高考实验命题的热点之一通过对进行分析和数据处理，这是高考实验命题的热点之一通过对本讲的复习，要使学生掌握判断物体是否做匀变速直线运动的本讲的复习，要使学生掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法，会用逐差法计算物体运动的加速度、会用平均速度法计方法，会用
2、逐差法计算物体运动的加速度、会用平均速度法计算物体在任一计数点的瞬时速度、会用图象法求解加速度算物体在任一计数点的瞬时速度、会用图象法求解加速度2 2本讲教学可以按下面的思路安排：本讲教学可以按下面的思路安排：(1)(1)通过例通过例1 1及变式题强化对实验仪器和实验方法的熟练使及变式题强化对实验仪器和实验方法的熟练使用和掌握，加深对实验原理的理解用和掌握，加深对实验原理的理解2021/8/11 星期三3(2)(2)通过例通过例2 2及变式题熟练掌握数据处理的方法，了及变式题熟练掌握数据处理的方法，了解误差的各种形成因素和减小误差的一般方法解误差的各种形成因素和减小误差的一般方法(3)(3)通
3、过例通过例3 3及变式题了解与本实验相关的实验拓展及变式题了解与本实验相关的实验拓展与创新与创新2021/8/11 星期三4考点自主梳理知识点一实验目的知识点一实验目的1练练习习电电磁磁打打点点计计时时器器(或或电电火火花花计计时时器器)的的使使用用，会用打点的会用打点的纸带纸带研究物体的运研究物体的运动动情况情况2测测量匀量匀变变速直速直线线运运动动的瞬的瞬时时速度和加速度速度和加速度2021/8/11 星期三5知识点二实验原理知识点二实验原理1电电磁磁打打点点计计时时器器和和电电火火花花计计时时器器都都是是使使用用交交流流电电源源的的计计时时仪仪器器，电电磁磁打打点点计计时时器器的的工工作
4、作电电压压是是_V以以下下，电电火火花花计计时时器器的的工工作作电电压压是是220 V当当电电源源频频率率是是50 Hz时时，它它每每隔隔_s打打一一次次点点在在小小车车运运动动过过程程中中，使使用用电电火火花花计计时时器器时纸带时纸带受到的摩擦力比使用受到的摩擦力比使用电电磁打点磁打点计时计时器器时时小一些小一些2利用利用纸带纸带判断物体运判断物体运动动状状态态的方法：的方法：(1)设设纸纸带带上上连连续续相相等等时时间间T内内的的位位移移分分别别为为x1、x2、x3、x4xn1、xn、xn1，如如果果纸纸带带上上相相邻邻两两点点间间的的位位移移差差xxn1xn为为零，零，则说则说明物体做明
5、物体做_运运动动；(2)若若 x xn 1 xn为为 非非 零零 常常 数数，则则 说说 明明 物物 体体 做做_运运动动60.02匀速直匀速直线线匀匀变变速直速直线线2021/8/11 星期三63利用利用纸带纸带求瞬求瞬时时速度的方法：如速度的方法：如图图51所示，所示，B点的点的瞬瞬时时速度等速度等AC段的平均速度，段的平均速度，vB_.图图514利用利用纸带纸带求加速度的方法：用任意两段相求加速度的方法：用任意两段相邻计邻计数点数点间间的位移差求加速度，的位移差求加速度，a_.2021/8/11 星期三7知识点三实验器材知识点三实验器材电电火火花花计计时时器器(或或电电磁磁打打点点计计时
6、时器器)、交交流流电电源源、导导线线、一一端端附附有有定定滑滑轮轮的的长长木木板板、小小车车、_、细细绳绳、钩钩码码(或或重重锤锤)、刻度尺、复写纸片、刻度尺、复写纸片知识点四实验步骤知识点四实验步骤1安装实验装置，如图安装实验装置，如图52所示所示图图52纸带纸带2021/8/11 星期三82先接通先接通电电源，然后源，然后释释放小放小车车，重复打，重复打纸带纸带3条条3挑挑选纸带选纸带，确定，确定计计数点，数点，测测相相邻计邻计数点之数点之间间的距离的距离4用用xaT2确确定定物物体体的的运运动动是是匀匀速速直直线线运运动动还还是是匀匀变变速速直直线线运运动动5用瞬用瞬时时速度与平均速度的
7、关系求瞬速度与平均速度的关系求瞬时时速度，用公式速度，用公式xaT2或或vt图图象求加速度象求加速度2021/8/11 星期三9考向互动探究 探究考向一实验原理和实验操作探究考向一实验原理和实验操作 1由由纸带纸带求物体运求物体运动动加速度的方法加速度的方法(1)由由xx2x1x3x2aT2(T为为相相邻邻两两计计数数点点间间的的时间间时间间隔隔)，求出，求出a，然后求平均，然后求平均值值图图532021/8/11 星期三102021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12(2)实验前要检查打点的稳定性和清晰程度打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点如果打出的是短横线或打出的点不
8、清晰，可能是交流电源电压或振针位置不合适，应分别调低或调高电压，必要时调整振针与复写纸间的距离，或更换复写纸片(3)计时器打点时，应先接通电源，待打点稳定后，再用钩码拉动纸带运动当小车停止运动时要及时断开电源(4)释放小车前，小车应停在木板上靠近打点计时器所在的位置2021/8/11 星期三13(5)牵引小车的钩码数要适当小车的加速度过大或过小将导致纸带上的点过少或各段位移差别过小，从而产生较大的测量误差加速度的大小以能在约50 cm的纸带上清晰地选取七八个计数点为宜(6)要区别计时器打出的点与人为选取的计数点一般在纸带上每五个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025 s0.1 s.2021/
9、8/11 星期三14例12010重庆卷某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图55所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA16.6 mm，xB126.5 mm，xD624.5 mm.图552021/8/11 星期三15若无法再做若无法再做实验实验，可由以上信息推知：，可由以上信息推知：(1)相相邻邻两两计计数点的数点的时间间时间间隔隔为为_s；(2)打打C点点时时物物体体的的速速度度大大小小为为_m/s(取取2位位有有效效数字数字)；
10、(3)物体的加速度大小物体的加速度大小为为_(用用xA、xB、xD和和f表示表示)2021/8/11 星期三162021/8/11 星期三17 点评点评 本题考查利用实验数据对以下问题的处理方法：本题考查利用实验数据对以下问题的处理方法：(1)(1)相邻计数点间时间间隔的确定；相邻计数点间时间间隔的确定；(2)(2)某计数点对应的瞬时速度的计算；某计数点对应的瞬时速度的计算；(3)(3)选用适当的方法求解加速度，如逐差法、图象法等下选用适当的方法求解加速度，如逐差法、图象法等下面的变式题考查的是应用图象法求解加速度面的变式题考查的是应用图象法求解加速度2021/8/11 星期三18变式题在研究
11、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：图56计算点序号123456计数点对应的时刻(s)0.10.20.30.40.50.6经过计数点的速度(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.02021/8/11 星期三192021/8/11 星期三20 答案答案 2021/8/11 星期三21探究考向二纸带数据处理和误差分析1关于数据处理(1)纸带的取点处理原则如图57所示，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，从便于测量的位置取一个开始点A，然后每5个点(或者说每隔4个点)取一个计数点，分别记为B、C、D、E、F这样每两个计数点之间的时
12、间间隔为T0.1 s，计算比较方便图572021/8/11 星期三222021/8/11 星期三23(2)位移的位移的测测量引起量引起误误差差如如果果各各计计数数点点间间的的位位移移较较小小或或相相邻邻计计数数点点之之间间的的位位移移之之差差较较小小，位位移移测测量量的的相相对对误误差差就就会会较较大大，从从而而导导致致速速度度和和加加速速度度的的测测量量误误差差较较大大(3)计计算方法的算方法的选选用用在在上上面面探探究究考考向向一一中中涉涉及及的的求求加加速速度度的的三三种种方方法法中中，用用xaT2直直接接求求加加速速度度的的方方法法简简单单，但但误误差差较较大大，适适用用于于测测量量数
13、数据据准准确确或或计计数数间间隔隔较较少少的的情情况况；逐逐差差法法求求加加速速度度结结果果准准确确，误误差差较较小小，但但需需测测得得的的计计数数间间隔隔为为偶偶数数；图图象象法法求求加加速速度度科科学学性性强强、误误差小，适用于所差小，适用于所测测数据的数据的计计数数间间隔隔较较多的情况多的情况2021/8/11 星期三24例22011广东卷图58是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点加速度大小用a表示图58(1)OD间的距离为_cm.2021/8/11 星期三25(2)图59是根据实验数据绘出的xt2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜
14、率表示_，其大小为_m/s2(保留三位有效数字)图592021/8/11 星期三26 答案答案(1)1.20(1)1.20(2)(2)加速度的二分之一加速度的二分之一0.4620.4622021/8/11 星期三272021/8/11 星期三28变式题 2010全国卷利用如图510所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的小点(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有_(填入正确选项前的字母)A天平 B秒表 C米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错
15、误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：_.2021/8/11 星期三29图图5102021/8/11 星期三30 答案答案(1)C(1)C(2)(2)打点计时器与纸带间存在摩擦打点计时器与纸带间存在摩擦(或重物或重物受空气阻力作用受空气阻力作用)()(其他答案合理即可其他答案合理即可)解析解析(1)(1)时间由打点计时器测定，自由落体运动的加速度时间由打点计时器测定，自由落体运动的加速度与质量无关，不需要天平测质量，只需用米尺测量位移即可，故与质量无关，不需要天平测质量，只需用米尺测量位移即可，故选选C C；(2)(2)打点计时器与纸带间存在摩擦或重物受空气阻力作用，打点计时器与纸带间存在摩
16、擦或重物受空气阻力作用，可能引起实验误差可能引起实验误差2021/8/11 星期三31探究考向三同类实验的拓展与创新探究考向三同类实验的拓展与创新研究匀变速直线运动，除了用打点计时器打出的纸带进行研究匀变速直线运动，除了用打点计时器打出的纸带进行数据分析，还可以通过频闪照相法、滴水法、光电门等其他方数据分析，还可以通过频闪照相法、滴水法、光电门等其他方法进行数据分析法进行数据分析2021/8/11 星期三32例3利用如图511所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门
17、都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离x，记下相应的t值，所得数据如下表所示 图5112021/8/11 星期三33x/m0.5000.6000.7000.8000.9000.950t/ms292.9371.5452.3552.8673.8776.4/(ms1)1.711.621.551.451.34 1.222021/8/11 星期三34完成下列填空和作完成下列填空和作图图：(1)若若滑滑块块所所受受摩摩擦擦力力为为一一常常量量，滑滑块块加加速速度度的的大大小小a、滑滑块块经经
18、过过光光电电门门乙乙时时的的瞬瞬时时速速度度v1、测测量量值值x和和t四四个个物物理理量量之之间间所所满满足的关系式是足的关系式是_；(2)根根据据表表中中给给出出的的数数据据，在在图图512给给出出的的坐坐标标纸纸上上画画出出t图线图线；图图5122021/8/11 星期三35(3)由所画出的由所画出的t图线图线，得出滑，得出滑块块加速度的大小加速度的大小为为a_m/s2(保留保留2位有效数字位有效数字)2021/8/11 星期三362021/8/11 星期三37 点评点评 近几年高考，光电门频繁出现在力学实验中，命近几年高考，光电门频繁出现在力学实验中，命题形式多样：有的直接通过光电门显示
19、速度，有的显示物体通题形式多样：有的直接通过光电门显示速度，有的显示物体通过光电门的时间，然后用短时间内平均速度表示瞬时速度，本过光电门的时间，然后用短时间内平均速度表示瞬时速度，本题则属于后者题则属于后者2021/8/11 星期三38变式题如图513所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度图5132021/8/11 星期三39(1)(1)所需器材有打点计时器所需器材有打点计时器(带导线带导线)、纸带、复写纸、带铁、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需_中的器材中的器材(填填字母代号字母代
20、号)A A直流电源、天平及砝码直流电源、天平及砝码B B直流电源、毫米刻度尺直流电源、毫米刻度尺C C交流电源、天平及砝码交流电源、天平及砝码D D交流电源、毫米刻度尺交流电源、毫米刻度尺(2)(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度为使图线的斜率等于重力加速度，除作实验的准确程度为使图线的斜率等于重力加速度，除作v vt t图图象外，还可作象外，还可作_图象，其纵轴表示的是图象，其纵轴表示的是_，横轴表，横轴表示的是示的是_2021/8/11 星期三40 答案答案(1)D(1)D(2)(2)速度平方的二分之一重物下速
21、度平方的二分之一重物下落的高度落的高度 解析解析 (1)打点打点计时计时器需接交流器需接交流电电源重力加速度与物体源重力加速度与物体的的质质量无关，所以不需要天平和砝量无关，所以不需要天平和砝码码计计算速度需要算速度需要测测量相量相邻邻计计数点数点间间的距离，需要刻度尺，的距离，需要刻度尺，选选D.(2)由公式由公式v22gh，如，如绘绘出出图图象，其斜率也等于重力加速度象，其斜率也等于重力加速度2021/8/11 星期三41备选理由备选理由 本本题侧题侧重于基本重于基本实验实验步步骤骤的考的考查查在在“研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动”的的实实验验中中，某某同同学学的的操操作作中中有有以
22、以下下实验实验步步骤骤：A拉拉住住纸纸带带，将将小小车车移移至至靠靠近近打打点点计计时时器器处处，先先放放开开纸纸带带，再接通，再接通电电源源B将打点将打点计时计时器固定在平板上，并接好器固定在平板上，并接好电电源源C把把一一条条细细绳绳拴拴在在小小车车上上，细细绳绳跨跨过过定定滑滑轮轮，下下面面吊吊着着适当重的适当重的钩码钩码D取下取下纸带纸带备用习题2021/8/11 星期三42E将将平平板板一一端端抬抬高高，轻轻推推小小车车，使使小小车车能能在在平平板板上上做做匀匀速运速运动动F将将纸带纸带固定在小固定在小车车尾部，并穿尾部，并穿过过打点打点计时计时器的限位孔器的限位孔(1)请请将将其其中中错错误误或或遗遗漏漏的的步步骤骤(遗遗漏漏步步骤骤可可编编上上序序号号G、H)修修改改完完善善：_(2)将将以以上上步步骤骤按合理按合理顺顺序填写在横序填写在横线线上上_2021/8/11 星期三43 答案答案(1)A(1)A中应先接通电源，再放开纸带；中应先接通电源，再放开纸带；D D中应先断开电中应先断开电源，使打点计时器停止工作；应补充源，使打点计时器停止工作；应补充G G，换上纸带，重复实验三，换上纸带，重复实验三次次(2)B F E C A D G(2)B F E C A D G2021/8/11 星期三442021/8/11 星期三45