实验 研究匀变速直线运动的特点
一、基本原理与操作
原理装置图 操作要领 (1)平行：细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近：小车释放前，应靠近打点计时器的位置 (3)先后：①实验时先接通电源，后释放小车；②实验后先断开电源，后取下纸带 (4)适当：悬挂钩码要适当，避免纸带打出的点太少或过于密集 二、数据处理与分析 1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法
如图所示，0、1、2、…为时间间隔相等的各计数点，x1、x2、x3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝C(常量)，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
2.由纸带求物体运动速度的方法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn＝
xn＋xn＋1
。 2T3.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)用“逐差法”求加速度
即根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1＝
2
x4－x1
2、a2＝3Tx5－x2x6－x3
2、a3＝2，再算出平均值 3T3T即a＝
x4＋x5＋x6－x1－x2－x3
。 2
9T(2)用图象法求加速度 即先根据vn＝
xn＋xn＋1
求出所选的各计数点对应的瞬时速度，然后作出v－t图象，图线的斜率2T
即物体运动的加速度。 认识“两种仪器”
??①计时仪器：接频率为50 Hz交流电源，每隔0.02 s 打一次点
(1)作用?
?②记位置、位移：纸带上的点记录了打点时刻物体的位置??①电磁打点计时器：4～6 V交流电源?
（2）工作条件?
?②电火花计时器：220 V交流电源?
区别“两种点” (1)计时点和计数点
计时点是打点计时器打在纸带上的实际点，两相邻点间的时间间隔为0.02 s；计数点是人们根据需要选择一定数目的点，两个相邻计数点间的时间间隔由选择计时点的个数而定。 (2)纸带上相邻两点的时间间隔均相同，速度越大，纸带上的点越稀疏。
教材原型实验
命题角度 应用打点计时器类
【典例】 (2020·江苏江阴市模拟)某同学用如图1甲所示的装置探究小车做匀变速直线运动的规律，他采用电火花计时器进行实验。
图1
(1)请在下面列出的实验器材中，选出本实验中不需要的器材填在横线上________(填编号) 。
①电火花计时器 ②天平 ③低压交流电源 ④细绳和纸带 ⑤砝码、托盘和小车 ⑥刻度尺 ⑦秒表 ⑧一端带有定滑轮的长木板
(2)安装好实验装置后，先____________，再__________。纸带被打出一系列点，其中一段如图乙所示，可知纸带的________(填“左”或“右”)端与小车相连。
(3)如图乙所示的纸带上，A、B、C、D、E为纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，则vB ＝________ m/s，a＝________ m/s。
解析 (1)实验时不需要用天平测质量；由于采用电火花计时器进行实验，所以不需要低压交流电源；电火花计时器就是计时的精密工具，所以不需要秒表，故不需要的器材是②③⑦。 (2)先接通电源，再释放小车。
(3) 两点的时间间隔为0.1 s，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝
2
xAC＝0.26 m/s；由逐差2TxCE－xAC2
法可以得出a＝2＝0.40 m/s。
（2T）
答案 (1)②③⑦ (2)接通电源 释放小车 左 (3)0.26 0.40
命题角度 应用频闪照相类
教材引领
1.[人教版必修1·P45的“问题与练习”T5]频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置，图2.5－4是小球自由下落时的闪光照片，频闪仪每隔0.04 s 闪光一次。如果要通过这幅照片测量自由落体加速度，可以采用哪几种方法？照片中的数字是小球落下的距离，单位是厘米。
图2.5－4 小球自由下落 的闪光照片
2021届高考物理一轮复习第一章运动的描述匀变速直线运动实验研究匀变速直线运动的特点教学案沪科版
