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高考圓錐曲線定點定值真題
高考圓錐曲線定點定值真題
更新时间:2025-04-04 09:26:18

探究物體運動時,紙帶問題是很重要的。對于實驗過程我們暫不做分析,本文隻對紙帶上的信息進行分析。

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)1


紙帶上點的意義

①表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置.

②通過研究紙帶上各點之間的間隔,可以判斷物體的運動情況.

③可以利用紙帶上打出的點來确定計數點間的時間間隔.


紙帶的選取

從三條紙帶上選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開頭一些比較密集的點,在後邊便于測量的地方找一個開始點來确定計數點.為計算方便和減小誤差,通常用連續打五個點的時間作為時間間隔,即T=0.1s.


采集數據的方法

如圖所示,不直接測量兩個計數點間的距離,而是要先量出各個計數點到計時零點的距離x1、x2、x3、x4…然後再計算出相鄰的兩個計數點的距離.

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

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)2


根據紙帶分析物體的運動情況并計算速度

(1)根據紙帶分析物體的運動情況并計算平均速度

①在紙帶上相鄰兩點的時間間隔均為0.02s(電源頻率為50Hz),所以點迹密集的地方表示紙帶運動的速度小.

②根據v=△x/△t,求出任意兩點間的平均速度,這裡△x可以用直尺測量出兩點間的距離,△x為兩點間的時間間隔數與0.02s的乘積.這裡必須明确所求的是哪兩點之間的平均速度

(2)粗略計算瞬時速度

根據推論:當物體做勻加速直線運動時,某段時間的中間時刻的瞬時速度等于這段時間内的平均速度。即:

v(中間時刻)=v(平均)=△x/△t

某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在内的兩點間的平均速度來表示,如圖所示,F點的瞬時速度等于(DG)的平均速度 或 E點的瞬時速度等于(DF)的平均速度 .

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)3

【說明】在粗略計算E點的瞬時速度時,可利用公式v=△x/△t來求解,但需注意的是,如果取離E點越接近的兩點來求平均速度,這個平均速度越接近E點的瞬時速度,但是距離過小會使測量誤差增大,應根據實際情況選取這兩個點.

各計數點的瞬時速度用平均速度來代替,即:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)4

( △t 為相鄰兩個計數點之間的時間間隔)


整理數據,判斷物體運動規律

将各計數點對應的時刻及瞬時速度填入下表中:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)5

①由實驗數據得出v-t圖象

有了以上原始實驗數據,作出v-t圖象,具體的運動規律便能直接顯現。如圖所示:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)6

②由實驗得出的v-t圖象進一步得出小車運動的速度随時間變化的規律

小車運動的v-t圖象是一條傾斜的直線,那麼當時間增加相同的值△t,速度也會增加相同的值△v.也就可得出結論:小車的速度随時間均勻增加(或變化).


用逐差法求加速度

紙帶各計數點1、2、3、4、5…所對應的速度分别是v1、v2、v3、v4、v5…T為計數點間的時間間隔。

根據推論:當物體做勻加速直線運動時,連續相等時間T内通過的位移差是一個常數,這個常數是aT^2。由此推得:

△x(m)-△x(n)=(m-n)aT^2 (m,n都是正整數,且m>n)

可求加速度:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)7

求加速度的平均值,得:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)8

這樣可使各點的瞬時速度都參與了運算,可減小誤差。

對于以上逐差法我們還可以這樣理解

(更好懂些)

當我們隻取兩段紙帶時:△x2-△x1=aT^2

我們發現式子變得簡單了,由此我們思考:

如果打出得紙帶可以分為2n段,我們将整個紙帶按照時間平均分成兩個部分,前部分用S(Ⅰ)表示,後部分用S(Ⅱ)表示;這樣一來,每一個部分的段數都是n段,每一部分的時間都是nT,于是就有:

S(Ⅱ)-S(Ⅰ)=a(nT)^2

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)9

整理得:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)10

如果我們得到的紙帶是六段,即

S(Ⅱ)=△x4 △x5 △x6

S(Ⅰ)=△x1 △x2 △x3

代入得:

高考圓錐曲線定點定值真題(高考常見實驗題)11

這樣一來就更容易理解了。


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