核心考点•互动探究 从教材走向高考
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核心考点•互动探究
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(1)图乙是________(选填“电磁”或“电火花”)打点计时器，电源采用的是 ________(选填“交流4～6 V”或“交流220 V”)．它们所接电源均为频率为50 Hz 的交流电源，振针每隔________s打下一点．现在使用打点计时器测定物体的速度， 当电源频率低于50 Hz时，若仍按照50 Hz计算，则测出的速度值将比真实值 ________(选填“大”或“小”)． (2)第一个遮光片通过光电门的速度大小为________m/s，第二个遮光片通过光电门 的速度大小为________m/s. (3)小车做加速直线运动的加速度大小为________m/s2.
________________________________________________________________________.
(5)描绘v
-t图象前，还不知道小车是否做匀变速直线运动．用平均速度
Δx Δt
表示各计
数点的瞬时速度，从理论上讲，对Δt的要求是________(选填“越小越好”或“与大
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(4)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是________ m/s，则此速度的物理意义是
________________________________________________________________________
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二、实验原理与要求
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[基本实验要求] 1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细 绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸． 2．实验步骤 (1)按照实验原理图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源； (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时 器，固定在小车后面；
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解析：(1)图乙是电火花打点计时器，电源采用的是交流220 V．它们所接电源均为 频率为50 Hz的交流电源，振针每隔0.02 s打下一点，当电源频率低于50 Hz时，打点 时间间隔T大于0.02 s，由v＝xt 可知实际计算中时间t偏小，则测出的速度值将比真实 值大．
b．剪下相邻计数点间的纸带紧排在一起求解加速度．
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2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离． (2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…. (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n s(打点计时器的频率为50 Hz，n为两 计数点间计时点的间隔数)． (4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx 必然是个恒量．这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时 间间隔内的位移之差就一定相等．
小无关”)；从实验的角度看，选取的Δx大小与速度测量的误差________(选填“有
关”或“无关”)．
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解析：(1)由纸带上的点可以看出xAB＝7.5 cm，xBC＝20.1 cm，xCD＝32.7 cm，xDE＝ 45.3 cm，xDE－xCD＝xCD－xBC＝xBC－xAB＝12.6 cm，相邻相等时间间隔内的位移差 相等，所以小车做匀加速直线运动．
3．注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行． (2)两先两后：实验中应先接通电源，后放开小车；实验完毕应先断开电源，后取纸 带． (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮 相撞． (4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差产生的影响，加 速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．
答案：(1)电火花 交流220 V 0.02 大 (2)0.05 0.10 (3)0.05
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2．[实验原理与操作] 某同学用如图甲所示的实验装置研究匀变速直线运动．
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(2)由于相邻计数点间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T＝0.1
s，根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，得vB＝
xAC 2T
＝
0.276 0.2
m/s＝1.38
m/s，vC＝
xBD 2T
＝
0.603－0.075 0.2
m/s＝2.64
m/s，vD＝
xCE 2T
＝
1.056－0.276 0.2
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(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车； (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； (5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．
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(3)如果小车做匀加速直线运动，测出前六段相等时间内的位移分别为x1、x2、x3、 x4、x5、x6，已知打点计时器打点的时间间隔是t，则小车的加速度a的表达式为 ________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________.
答案：(1)AD
(2)x2－x1＝x3－x2
x2＋x3 10t
(3)x4＋x5＋x622－5t2x1＋x2＋x3
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3．[数据处理与分析] 在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，如图甲 所示的是一次记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，而 相邻计数点间还有4个点未画出．打点计时器所接电源频率为50 Hz.
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实验步骤如下： A．安装好实验器材； B．让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列点，重复几次，选出一 条点迹比较清晰的纸带，从便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，如图乙中 a、b、c、d等点； C．测出x1、x2、x3、….
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(2)第一个遮光片通过光电门的平均速度大小为v1＝
L Δt1
＝0.05
m/s；第二个遮光片通
过光电门的平均速度大小为v2＝ΔLt2＝0.10 m/s.
(3)根据加速度定义式可得小车的加速度a＝v2－t v1＝0.05 m/s2.
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②利用逐差法求解平均加速度(如图所示)
a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3⇒a＝a1＋a32＋a3.
③利用平均速度求瞬时速度：vn＝xn－21＋T xn.
④利用速度—时间图象求加速度
a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；
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结合上述实验步骤，请你继续完成下列任务． (1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长木板、细 绳、钩码、导线及开关外，在下列仪器和器材中，必须使用的有________(填选项代 号)． A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源
m/s＝3.90 m/s.
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(3)作图时注意，尽量使描绘的点落在直线上，若不能落在直线上，尽量让其分布在 直线两侧．
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(3)根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT2(T为相邻两计数点之间的时间间隔，且T＝ 5t)，求出a1＝x43－T2x1，a2＝x53－T2x2，a3＝x63－T2x3，则a＝a1＋a32＋a3 ＝x4＋x5＋x622－5t2x1＋x2＋x3.
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(1)根据________________可以判定小车做匀加速运动． (2)根据运动学有关公式可求得vB＝________ m/s，vC＝________ m/s，vD＝ ________ m/s. (3)利用求得的数值在图乙坐标系中作出小车的v -t图线(以打A点时开始计时)，并根 据图线求出小车运动的加速度a＝________ m/s2.