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高考圆锥曲线定点定值真题(高考常见实验题)

时间:2023-07-15 作者: 小编 阅读量: 4 栏目名: 生活百科

探究物体运动时,纸带问题是很重要的。对于实验过程我们暂不做分析,本文只对纸带上的信息进行分析。所对应的速度分别是v1、v2、v3、v4、v5…根据推论:当物体做匀加速直线运动时,连续相等时间T内通过的位移差是一个常数,这个常数是aT^2。

探究物体运动时,纸带问题是很重要的。对于实验过程我们暂不做分析,本文只对纸带上的信息进行分析。


纸带上点的意义

①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置.

②通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况.

③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔.


纸带的选取

从三条纸带上选择一条比较理想的纸带,舍掉开头一些比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点.为计算方便和减小误差,通常用连续打五个点的时间作为时间间隔,即T=0.1s.


采集数据的方法

如图所示,不直接测量两个计数点间的距离,而是要先量出各个计数点到计时零点的距离x1、x2、x3、x4…然后再计算出相邻的两个计数点的距离.

△x1=x1,△x2=x2-x1,△x3=x3-x2,△x4=x4-x3,△x5=x5-x4


根据纸带分析物体的运动情况并计算速度

(1)根据纸带分析物体的运动情况并计算平均速度

①在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小.

②根据v=△x/△t,求出任意两点间的平均速度,这里△x可以用直尺测量出两点间的距离,△x为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积.这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度

(2)粗略计算瞬时速度

根据推论:当物体做匀加速直线运动时,某段时间的中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。即:

v(中间时刻)=v(平均)=△x/△t

某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示,如图所示,F点的瞬时速度等于(DG)的平均速度 或 E点的瞬时速度等于(DF)的平均速度 .

【说明】在粗略计算E点的瞬时速度时,可利用公式v=△x/△t来求解,但需注意的是,如果取离E点越接近的两点来求平均速度,这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是距离过小会使测量误差增大,应根据实际情况选取这两个点.

各计数点的瞬时速度用平均速度来代替,即:

( △t 为相邻两个计数点之间的时间间隔)


整理数据,判断物体运动规律

将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中:

①由实验数据得出v-t图象

有了以上原始实验数据,作出v-t图象,具体的运动规律便能直接显现。如图所示:

②由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律

小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,那么当时间增加相同的值△t,速度也会增加相同的值△v.也就可得出结论:小车的速度随时间均匀增加(或变化).


用逐差法求加速度

纸带各计数点1、2、3、4、5…所对应的速度分别是v1、v2、v3、v4、v5…T为计数点间的时间间隔。

根据推论:当物体做匀加速直线运动时,连续相等时间T内通过的位移差是一个常数,这个常数是aT^2。由此推得:

△x(m)-△x(n)=(m-n)aT^2 (m,n都是正整数,且m>n)

可求加速度:

求加速度的平均值,得:

这样可使各点的瞬时速度都参与了运算,可减小误差。

对于以上逐差法我们还可以这样理解

(更好懂些)

当我们只取两段纸带时:△x2-△x1=aT^2

我们发现式子变得简单了,由此我们思考:

如果打出得纸带可以分为2n段,我们将整个纸带按照时间平均分成两个部分,前部分用S(Ⅰ)表示,后部分用S(Ⅱ)表示;这样一来,每一个部分的段数都是n段,每一部分的时间都是nT,于是就有:

S(Ⅱ)-S(Ⅰ)=a(nT)^2

整理得:

如果我们得到的纸带是六段,即

S(Ⅱ)=△x4 △x5 △x6

S(Ⅰ)=△x1 △x2 △x3

代入得:

这样一来就更容易理解了。


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