012用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验 精讲精练-2022届高三物理一轮复习疑难突破微专题

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012 用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验
一.实验中常见的基本图像
由实验数据得出
vt
图像
根据表格中的
v
、
t
数据，在平面直角坐标系中仔细描点，作一条直线，使同一次实验得
到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，偏离直线太
远的点可舍去不要，如图所示，这条直线就是本次实验的
vt
图像，它是一条倾斜的直线。因
此小车做匀加速直线运动，加速度就是
vt
图像的斜率。
二.典型的创新性实验图像
2017 全国 2卷实验题
三.用 图
像处理实验数据的方法
1
012 用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验
1.画图与连线方法
通常用表格收集实验数据，然后，根据数据描点，最后连成平滑的线，对于匀变速直线
运动，其 v-t 图像是直线。要让尽可能多的点在直线上，直线两侧点基本上平均分布。
2.使用图像的方法
分析处理图像信息前，要根据运动学规律推导出横纵坐标所表示的物理量间的关系式
（函数解析式）。然后，根据解析式，明确直线的斜率和截距表示的物理意义。最后.根据实
验目的和原理，结合图像解决设问。
四.例题精讲
题型一：画图
例 1　(2020·江苏省苏锡常镇四市高三(下)二模)某实验小组同学利用电磁打点计时器
做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作
得到点迹清晰的纸带。
(1)关于该实验，下列说法正确的是________。
A．打点时先释放纸带再接通电源
B．应使重物的质量远小于小车的质量
C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响
D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行
(2)如图乙所示是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸
带上连续选取六个计时点
A
、
B
、
C
、
D
、
E
、
F
并测得
A
、
C
两点间的距离为
x
1，
B
、
D
两点间的
距离为
x
2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为
f
，则打点计时器在纸带上打下
B
点时小
车运动的瞬时速度大小
vB
＝________；小车运动的加速度
a
＝________。
(3)如图丙、丁所示是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动
vt
图像，你认
2
012 用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验
为作图正确的是________。
尝试解答　(1)D 　 (2)
x
1
f
　
(
x
2－
x
1)
f
2
　 (3) 丙 。
(1)实验时应先接通电源待打点稳定后，再释放纸带，故A错误；该实验不需要测量小车
所受合力，则不需要使重物的质量远小于小车的质量，故B错误；该实验测定小车做匀变速
运动的加速度，只要小车受到的作用力恒定即可，不需要消除小车与长木板间的摩擦阻力的
影响，C 错误；实验前要调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行，以保证小车运动过
程中受到的合力不变，加速度不变，故D 正确。
(2)由匀变速直线运动规律可知，某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均
速度，有
vB
＝，又
f
＝，联立解得
vB
＝
x
1
f
；由
x
2－
x
1＝2
aT
2，解得
a
＝(
x
2－
x
1)
f
2。
(3)作图时应使尽可能多的点落在一条平滑的线上，使不能落在线上的点均匀分布在线的
两侧，离线较远的点舍弃，故选丙。
题型二：用图
例 2．(2017·全国卷Ⅱ)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加
速度之间的关系。使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器。
实验步骤如下：
①如图 a，将光电门固定在斜面下端附近：将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端
相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；
② 当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间 Δ
t
；
③用Δ
s
表示挡光片沿运动方向的长度(如图 b所示)，表示滑块在挡光片遮住光线的
Δ
t
时间内的平均速度大小，求出；
④ 将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中位置相同，令滑块由静止开
始下滑，重复步骤②③；
⑤多次重复步骤④；
⑥利用实验中得到的数据作出Δ
t
图，如图 c所示。
3
摘要：

012用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验一.实验中常见的基本图像由实验数据得出vt图像根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点，作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，偏离直线太远的点可舍去不要，如图所示，这条直线就是本次实验的vt图像，它是一条倾斜的直线。因此小车做匀加速直线运动，加速度就是vt图像的斜率。二.典型的创新性实验图像2017全国2卷实验题三.用图像处理实验数据的方法1012用图像处理实验数据之研究匀变速直线运动实验1.画图与连线方法通常用表格收集实验数据，然后，根据数据描点，最后连成平滑的线，对于匀变速直...

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