《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第9節(jié) 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度課件 教科版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第9節(jié) 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度課件 教科版必修1.ppt（23頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第9節(jié) 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?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v－t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。 二、實(shí)驗(yàn)原理 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算出各時(shí)刻的速度，再作出速度—時(shí)間的關(guān)系圖像。,1.某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻的一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 2.若v－t圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率表示加速度。 三、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、_________、小車(chē)、細(xì)繩、一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板、_______、鉤碼、坐標(biāo)紙、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線。,四、實(shí)驗(yàn)步驟 1.
2、如圖所示，把附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使定滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有定滑輪的一端，連接好電路。,交流電源,刻度尺,2.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面。 3.把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，釋放小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn)，關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。 5.增減所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，按以上步驟再做兩次實(shí)驗(yàn)。 五、數(shù)據(jù)處理 1.瞬時(shí)速度的計(jì)算 (1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)點(diǎn)，作為計(jì)數(shù)
3、始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4…如圖所示。,(2)依次測(cè)出0→1、0→2、0→3、0→4…的距離x1、x2、x3、x4…，填入表中。,(4)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，分析速度隨時(shí)間變化的規(guī)律。 2.作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v－t圖像 (1)定標(biāo)度、描點(diǎn)：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖像大致分布在坐標(biāo)平面中央。描點(diǎn)時(shí)要用平行于兩坐標(biāo)軸的虛線標(biāo)明該點(diǎn)的位置坐標(biāo)。(所描的點(diǎn)一般用“”標(biāo)明) (2)連線：畫(huà)一條直線，讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn)，不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì)，如圖所示。,六、誤差和有效數(shù)字 1.誤差：測(cè)量值與________之間的差異叫做誤差，誤差
4、按產(chǎn)生原因可分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差。 (1)系統(tǒng)誤差 ①產(chǎn)生原因：由于儀器本身_______或?qū)嶒?yàn)方法______，實(shí)驗(yàn)原理_______產(chǎn)生的。 ②特點(diǎn)：當(dāng)多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量值總是同樣的______或______。 ③減小方法：校準(zhǔn)測(cè)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 ①產(chǎn)生原因：由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、__________、被測(cè)________的影響而產(chǎn)生的。 ②特點(diǎn)：測(cè)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。 ③減小方法：多次測(cè)量求______
5、__。 2.有效數(shù)字 (1)可靠數(shù)字：通過(guò)直接讀數(shù)獲得的___________。 (2)存疑數(shù)字：通過(guò)______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(cè)量?jī)x器直接測(cè)量的結(jié)果，讀數(shù)一般要求在讀出儀器最小刻度所在位的數(shù)值(可靠數(shù)字)后，再向下估讀一位(存疑數(shù)字)。 (5)運(yùn)算結(jié)果一般可用2～3位有效數(shù)字表示。,測(cè)量?jī)x器,物理量,偏小,概率,平均值,準(zhǔn)確數(shù)字,估讀,存疑數(shù)字,七、注意事項(xiàng) (1)開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 (2)先接通電源，等打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車(chē)。 (3)打點(diǎn)完畢，應(yīng)立即斷開(kāi)電源。 (4)要防止鉤碼落地，避免小車(chē)跟滑輪相
6、碰，在小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住。 (5)牽引小車(chē)的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移差別不大，誤差增大。 (6)要區(qū)分打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的計(jì)時(shí)點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔四個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔t＝0.1 s。 (7)在坐標(biāo)紙上畫(huà)v－t圖像時(shí)，注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取，應(yīng)使圖像盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)。,[例1] (2017德州高一檢測(cè))在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟， A.拉住紙帶，將小車(chē)移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開(kāi)紙帶，再接通電源 B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路 C.把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定
7、滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D.取下紙帶 E.將平板一端墊高，輕推小車(chē)，使小車(chē)能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng) F.將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,要點(diǎn)一 實(shí)驗(yàn)原理及操作,(1)所列步驟中有錯(cuò)誤的是：_____________________________________________ ______________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……)： ______________________________________________________
8、________________ _____________________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫(xiě)出合理的步驟順序： _____________________________________________________________________。,解析 (1)步驟A中應(yīng)先通電，再放紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開(kāi)電源。 (2)遺漏的步驟G：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 (3)步驟完善后，合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)椋築FECADG。 答案 (1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下紙帶
9、前應(yīng)先斷開(kāi)電源 (2)G：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次 (3)BFECADG,[針對(duì)訓(xùn)練1] 用如圖1所示的裝置做“探究小車(chē)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)，下列做法正確的是( ),圖1,A.小車(chē)從靠近定滑輪處釋放 B.先啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，再釋放小車(chē) C.實(shí)驗(yàn)前要平衡小車(chē)受到的阻力 D.電火花計(jì)時(shí)器接學(xué)生電源直流輸出端,解析 在釋放小車(chē)前，小車(chē)應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，遠(yuǎn)離滑輪處，以便在紙帶上打出更多的點(diǎn)，有利于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差的減小，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中為了在紙帶上打出更多的點(diǎn)，也為了打點(diǎn)的穩(wěn)定，應(yīng)先啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后釋放小車(chē)，B正確；該實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車(chē)受到的阻力，C錯(cuò)誤；電火花計(jì)時(shí)器接220 V交流電源，D
10、錯(cuò)誤。 答案 B,要點(diǎn)二 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 [例2] 如圖2所示是某同學(xué)測(cè)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(cè)量結(jié)果。,圖2,(1)為了驗(yàn)證小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，填入表內(nèi)。(單位：cm，電源頻率為50 Hz),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(chē)在________________的位移之差，在________范圍內(nèi)相等，所以小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是________________。,解析 (1)x2－x1＝1.60 cm；x3－x
11、2＝1.55 cm；x4－x3＝1.62 cm；x5－x4＝1.53 cm；x6－x5＝1.61 cm；Δx≈1.58 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(chē)在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移之差，在誤差允許范圍內(nèi)相等，所以小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 (2)采用逐差法，即,答案 (1)1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi) 誤差允許 勻加速直線運(yùn)動(dòng) (2)1.59 1.57 1.59 1.58,,由紙帶求加速度的方法 如圖所示的紙帶各計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、5、…所對(duì)
12、應(yīng)的速度分別是v1、v2、v3、v4、v5、…，T為計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。,(1)圖像法 由多組數(shù)據(jù)描繪出v－t圖像，v－t圖像中直線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。此方法準(zhǔn)確、科學(xué)，但較繁瑣。,,,從結(jié)果看，真正參與運(yùn)算的只有v1和vn＋1，中間各點(diǎn)的瞬時(shí)速度在運(yùn)算中都未起作用，一般不用此方法。,[針對(duì)訓(xùn)練2] 做直線運(yùn)動(dòng)的小車(chē)，牽引一條通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，交流電源的頻率是50 Hz，由紙帶上打出的某一點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)剪下一段紙帶。如圖3所示，每一小段紙帶的一端與x軸相重合，兩邊與y軸平行，將紙帶貼在坐標(biāo)系中。,圖3,(1)仔細(xì)研究圖3，找出小車(chē)在相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移之間存在的關(guān)系； (2)設(shè)Δt＝0.1 s，請(qǐng)畫(huà)出該小車(chē)的v－t圖像； (3)根據(jù)圖像求其加速度。,解析 (1)由題圖中所標(biāo)紙帶每段位移的大小，可知在相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差相等，可近似認(rèn)為Δy＝8 mm，即位移差為8 mm。 (2)以圖中的x軸作為時(shí)間軸，紙帶的寬度表示相等的時(shí)間間隔T＝0.1 s，每段紙帶最上端中點(diǎn)對(duì)應(yīng)v軸上的速度恰好表示每段時(shí)間的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，即vn＝＝，因此可以用紙帶的長(zhǎng)度表示每小段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，將紙帶上端中間各點(diǎn)連接起來(lái)，可得v－t圖像，如圖所示。,答案 (1)相鄰相等的時(shí)間內(nèi)的位移差相等且Δy＝8 mm (2)見(jiàn)解析圖 (3)0.8 m/s2,
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