《物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 9 測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 教科版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 9 測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 教科版必修1（37頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第一章9測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度學(xué)習(xí)目標(biāo)1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度.3.會(huì)利用vt圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì).4.能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度.5.了解誤差和有效數(shù)字.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)梳理 重點(diǎn)知識(shí)探究 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測自主預(yù)習(xí)梳理1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4xn，若x xnxn1，則說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且x .一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理圖1x2x1x3x2x4x3aT22.測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的方法(1)圖像法先根據(jù)“平均速度”法求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度vn .作v

2、t圖像，求出圖像的斜率即物體的 .(2)利用位移差公式xn1xn 得a ，其中T為兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔.逐差法若紙帶上選出多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可用逐差法求加速度.aT2加速度二、實(shí)驗(yàn)器材二、實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、 、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、 、坐標(biāo)紙.交流電源刻度尺三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟1.如圖2所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路.圖22.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩水平跨過滑輪，下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行.3.把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面.4

3、.把小車停在靠近 的位置，先 ，后 ，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源.換上新紙帶，重復(fù)操作三次.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接通電源釋放小車四、數(shù)據(jù)處理四、數(shù)據(jù)處理1.挑選紙帶并測量在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的.為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量，如圖3所示.(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)圖32.瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置1234567時(shí)刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1) 3.作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖像(1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選

4、取要合理，應(yīng)使圖像大致分布在 .(2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上確定出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置.(3)連線：用一條 或直線“擬合”這些點(diǎn).坐標(biāo)平面中央平滑的曲線五、注意事項(xiàng)五、注意事項(xiàng)1.開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.先 ，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，再 ，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)要及時(shí)斷開電源.3.要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T0.02 s s.4.描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫坐標(biāo)軸上選取合適的單位，用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn).靠近接通電源放開小車50.1六、誤差和有效數(shù)字六、誤差和有效數(shù)字1.誤差：測量值與 之間的差異叫做誤差，誤差按產(chǎn)生原因可分為系統(tǒng)誤差和偶

5、然誤差.(1)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因：由于儀器本身 ，或?qū)嶒?yàn)方法 ，或?qū)嶒?yàn)原理_產(chǎn)生的.特點(diǎn)：當(dāng)多次重復(fù)測量時(shí)，測量值總是同樣的 或 .減小系統(tǒng)誤差的方法：校準(zhǔn)測量 ，改進(jìn)實(shí)驗(yàn) ，完善實(shí)驗(yàn) .真實(shí)值不精確粗略不完善偏大偏小儀器方法原理(2)偶然誤差產(chǎn)生原因：由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、 、被測 的影響而產(chǎn)生的.特點(diǎn)：測量值和真實(shí)值相比有時(shí)偏大、有時(shí) ，并且偏大和偏小的 相同.減小偶然誤差的方法：多次測量求 .測量儀器物理量偏小概率平均值2.有效數(shù)字(1)可靠數(shù)字：通過直接讀數(shù)獲得的 .(2)存疑數(shù)字：通過 得到的數(shù)字.(3)有效數(shù)字：帶有一位 的全部數(shù)字.(4)凡是用測量儀器直接測量的結(jié)果，讀數(shù)一般要

6、求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀 (存疑數(shù)字).(5)運(yùn)算結(jié)果一般可用23位有效數(shù)字表示.準(zhǔn)確數(shù)字估讀存疑數(shù)字一位重點(diǎn)知識(shí)探究一、實(shí)驗(yàn)操作例例1 在“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟，試找出其中錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G).A.拉住小車，將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開小車，再接通電源B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D.取下紙帶，再斷開電源E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測量分析錯(cuò)誤和遺

7、漏：_；_；G._；正確的步驟順序?yàn)開.答案A中應(yīng)先接通電源，再放開小車D中應(yīng)先斷開電源，再取下紙帶換上新紙帶，重復(fù)操作兩次BCEADGF二、利用vt圖像法求加速度例例2 在做“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中：(1)實(shí)驗(yàn)提供了以下器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩 、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì).其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是_.答案彈簧測力計(jì)(2)如圖4甲所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T0.02 s，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為_ s.其中x17

8、.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.解析答案如下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、E、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度.圖40.1位置BCDEF速度/(ms1)0.7370.8010.9280.9940.864(3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖乙所示坐標(biāo)系中畫出小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線.解析答案解析解析小車的速度時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示.答案答案見解析圖(4)計(jì)算出的小車的加速度a_ m/s2.解析解析在vt圖像中，圖線的斜率表示加速度的大小，則a 0.64(0.01) m/s2.0.64(0.0

9、1)解析答案1.在坐標(biāo)紙上畫vt圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在坐標(biāo)平面中央.2.利用描出的點(diǎn)作vt圖像時(shí)，不要將相鄰的點(diǎn)依次相連成折線，而應(yīng)使大多數(shù)點(diǎn)在直線(或曲線)上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線(或曲線)兩側(cè)，個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)應(yīng)舍去.特別提醒特別提醒三、利用逐差法求加速度其中T為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔，這樣使所給的數(shù)據(jù)得到了有效利用，達(dá)到了減小誤差的目的.例例3 如圖5所示，是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選取的一條紙帶的一部分.他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測量結(jié)果.(1)為了驗(yàn)證小車的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請進(jìn)行下列計(jì)算

10、，填入表內(nèi).(單位：cm，電源頻率為50 Hz)圖5x2x1x3x2x4x3x5x4x6x5 各位移差與平均值最多相差_ cm，即各位移差與平均值最多相差_ %.由此可得出結(jié)論：小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差，在誤差允許的范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是_.1.601.551.621.531.611.580.053.2勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析答案解析解析x2x11.60 cm；x3x21.55 cm；x4x31.62 cm；x5x41.53 cm；x6x51.61 cm；、各位移差與平均值最多相差0.05 cm，即各位移差與平均值最多相差3.2%.由此可得出結(jié)論：小車在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)

11、的位移之差，在誤差允許的范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng).(2)小車的加速度a_ m/s2(保留三位有效數(shù)字).解析答案1.58當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測1.在“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，下列說法正確的是A.通過調(diào)節(jié)，使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B.坐標(biāo)軸單位長度越小越好C.開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后取紙帶D.鉤碼的質(zhì)量越大越好解析答案1212解析解析實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細(xì)繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，所以A正確；要適當(dāng)?shù)剡x取坐標(biāo)軸的單位長度使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)，B錯(cuò)誤；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點(diǎn)要先斷開電源后

12、取紙帶，這樣可以使實(shí)驗(yàn)更精確，所以C正確；鉤碼的質(zhì)量要適中，不要太大也不要太小，D錯(cuò)誤.2.某同學(xué)學(xué)習(xí)了“自由落體運(yùn)動(dòng)”后，想到既然自由落體也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那就可以設(shè)計(jì)一自由落體運(yùn)動(dòng)來測量自由落體加速度g.于是和同學(xué)合作，按照如圖6甲所示的裝置來進(jìn)行試驗(yàn).解析答案12解析解析電火花計(jì)時(shí)器是計(jì)時(shí)儀器.(1)實(shí)驗(yàn)室中電火花計(jì)時(shí)器是_儀器.計(jì)時(shí)圖6(2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)讓重物從靜止下落，并且測量了第1、2點(diǎn)的間距接近_ mm，就可以確保重物做的是自由落體運(yùn)動(dòng).解析答案122測量了第1、2點(diǎn)的間距接近2 mm，可以確保重物做的是自由落體運(yùn)動(dòng).(3)做完實(shí)驗(yàn)，選擇了一條紙帶，并截取了中間某一段，如圖乙，已知時(shí)間間隔為T.則測量C點(diǎn)速度vC_，重力加速度g_.(寫表達(dá)式)解析答案12(4)另一同學(xué)計(jì)算了其中連續(xù)5個(gè)點(diǎn)的速度，如下表，請?jiān)趫D丙中描繪出該運(yùn)動(dòng)的vt圖像.解析答案1212345v/(ms1) 1.0951.3851.4751.6651.855t/s0.020.040.060.080.10通過圖像得出重力加速度g_m/s2，產(chǎn)生偏差的原因_.答案答案見解析圖9.71受到阻力的作用12解析解析速度時(shí)間圖像如圖所示.重力加速度g 9.71 m/s2，產(chǎn)生偏差的原因是受到阻力的作用.