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实验1速度随时间变化规律(实验、探究)
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实验1 速度随时间的变化规律(实验、探究)
【考情分析】
本实验以及与本实验相关的纸带问题,是历年高考实验考查的重点。在06高考中,重庆理综卷及江苏卷考查了利用纸带或频闪照片求物体的速度与加速度;07高考中,北京卷考查了利用打点计时器研究斜面上小车运动的问题,天津理综卷则要求利用残缺纸带求解相关问题。08高考宁夏理综卷及广东卷分别利用纸带求动摩擦因数或分析探究动能定理、而重庆理综卷则用单摆代替打点计时器来研究匀加速运动并进行误差分析。由于江苏高考近两年未对本实验以及相关的纸带问题进行考查,预计在09高考中较有可能出现涉及本实验的试题。
【真题选粹】
1、(08宁夏理综卷)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时需要的实验器材是 。
(3)滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数 (填“偏大”或“偏小” )。写出支持你的看法的一个论据:
。
2、(07天津理综)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。他将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A,第六个点下标明B,第十一个点下标明C,第十六个点下标明D,第二十一个点下标明E。测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm,DE长为13.73cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为_ _m/s,小车运动的加速度大小为 _m/s2,AB的距离应为
cm。(保留三位有效数字)
3、(06江苏高考)小球作直线运动时的频闪照片如图所示,已知频闪周期T=0。1s,小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺量得)分别为OA=6.15cm,AB=5.59cm,BC=4.70cm,CD=3.80cm,DE=2.89cm,EF=2.00cm。
小球在位置A时的速度大小vA= m/s;
小球运动的加速度大小a= m/s。
【高考导航】
本实验既是高考必考部分典型的探究型实验,又是力学的基础性实验,与探究决定加速度的因素和验证机械能守恒定律这两个重要的力学实验有紧密联系。涉及本实验的考题注重考查考生的科学探究能力,考查考生实验知识的形成过程,考查考生的创新能力。试题不仅可能考查对纸带所记录数据的处理,更会考查借助打点计时器研究实际问题的能力, 是高考实验命题的热点之一。试题往往带有一定的开放性,但难度一般不是很大。回答此类问题应注意以下方面:一是要注意切题,即要根据题目要求答题;二是要正确又清楚地表达自己的思想,避免词不达意。
涉及本实验的试题不少考生在数据的处理上犯错。因此,在复习及考试过程中,对有效数字的问题、所选计数点的打点周期、速度及加速度公式的应用等方面一定要认真、细心。
【考点指要】
一、实验目的
1、会正确使用电磁打点计时器和电火花打点计时器。
2、通过研究匀变速直线运动,理解匀变速直线运动的规律;学会根据实验数据求加速度、速度等方法;并能进行知识的迁移。
二、实验原理
1.中学实验室中常用的节拍式计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种,前者是一种使用低压交流电源的计时仪器,其工作电压为4~6伏;后者的工作电
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