《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動的描述 第9節(jié) 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度課件 教科版必修1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理 第一章 運(yùn)動的描述 第9節(jié) 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度課件 教科版必修1.ppt（23頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第9節(jié) 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度,一、實驗?zāi)康?1.進(jìn)一步練習(xí)使用打點計時器。 2.會利用平均速度求瞬時速度。 3.會利用v－t圖像處理實驗數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)。 4.能根據(jù)實驗數(shù)據(jù)求加速度。 二、實驗原理 利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計算出各時刻的速度，再作出速度—時間的關(guān)系圖像。,1.某點的瞬時速度等于以它為中間時刻的一小段時間內(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，圖線的斜率表示加速度。 三、實驗器材 打點計時器、紙帶、_________、小車、細(xì)繩、一端帶有滑輪的長木板、_______、鉤碼、坐標(biāo)紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)線。,四、實驗步驟 1.
2、如圖所示，把附有定滑輪的長木板放在實驗桌上，并使定滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有定滑輪的一端，連接好電路。,交流電源,刻度尺,2.把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過定滑輪，下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶，重復(fù)實驗兩次。 5.增減所掛鉤碼的個數(shù)，按以上步驟再做兩次實驗。 五、數(shù)據(jù)處理 1.瞬時速度的計算 (1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個點，作為計數(shù)
3、始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，并標(biāo)明0、1、2、3、4…如圖所示。,(2)依次測出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)，分析速度隨時間變化的規(guī)律。 2.作出小車運(yùn)動的v－t圖像 (1)定標(biāo)度、描點：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。描點時要用平行于兩坐標(biāo)軸的虛線標(biāo)明該點的位置坐標(biāo)。(所描的點一般用“”標(biāo)明) (2)連線：畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。,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
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)嶒灧椒╛_____，實驗原理_______產(chǎn)生的。 ②特點：當(dāng)多次重復(fù)測量時，測量值總是同樣的______或______。 ③減小方法：校準(zhǔn)測量______，改進(jìn)實驗______，完善實驗______。,真實值,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實驗者、__________、被測________的影響而產(chǎn)生的。 ②特點：測量值和真實值相比有時偏大，有時______，并且偏大和偏小的_______相同。 ③減小方法：多次測量求______
5、__。 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。,測量儀器,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 (1)開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。 (2)先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。 (3)打點完畢，應(yīng)立即斷開電源。 (4)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相
6、碰，在小車到達(dá)滑輪前及時用手按住。 (5)牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，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)分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔t＝0.1 s。 (7)在坐標(biāo)紙上畫v－t圖像時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，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)在研究勻變速直線運(yùn)動的實驗中，某同學(xué)操作以下實驗步驟， A.拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶，再接通電源 B.將打點計時器固定在平板上，并接好電路 C.把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定
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，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動 F.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔,要點一 實驗原理及操作,(1)所列步驟中有錯誤的是：_____________________________________________ ______________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號G、H……)： ______________________________________________________
8、________________ _____________________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序： _____________________________________________________________________。,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)先斷開電源。 (2)遺漏的步驟G：換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。 (3)步驟完善后，合理的實驗步驟順序為：BFECADG。 答案 (1)A中應(yīng)先通電，再放紙帶；D中取下紙帶
9、前應(yīng)先斷開電源 (2)G：換上新紙帶，重復(fù)實驗三次 (3)BFECADG,[針對訓(xùn)練1] 用如圖1所示的裝置做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”實驗，下列做法正確的是( ),圖1,A.小車從靠近定滑輪處釋放 B.先啟動計時器，再釋放小車 C.實驗前要平衡小車受到的阻力 D.電火花計時器接學(xué)生電源直流輸出端,解析 在釋放小車前，小車應(yīng)盡量靠近打點計時器，遠(yuǎn)離滑輪處，以便在紙帶上打出更多的點，有利于實驗數(shù)據(jù)的處理和誤差的減小，A錯誤；實驗中為了在紙帶上打出更多的點，也為了打點的穩(wěn)定，應(yīng)先啟動打點計時器，然后釋放小車，B正確；該實驗不需要平衡小車受到的阻力，C錯誤；電火花計時器接220 V交流電源，D
10、錯誤。 答案 B,要點二 實驗數(shù)據(jù)處理 [例2] 如圖2所示是某同學(xué)測量勻變速直線運(yùn)動的加速度時，從若干紙帶中選取的一條紙帶的一部分。他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各個計數(shù)點間距離的測量結(jié)果。,圖2,(1)為了驗證小車的運(yùn)動是勻變速運(yùn)動，請進(jìn)行下列計算，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：小車在________________的位移之差，在________范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動是________________。,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：小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差，在誤差允許范圍內(nèi)相等，所以小車的運(yùn)動是勻加速直線運(yùn)動。 (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 任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi) 誤差允許 勻加速直線運(yùn)動 (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數(shù)點1、2、3、4、5、…所對
12、應(yīng)的速度分別是v1、v2、v3、v4、v5、…，T為計數(shù)點間的時間間隔。,(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，中間各點的瞬時速度在運(yùn)算中都未起作用，一般不用此方法。,[針對訓(xùn)練2] 做直線運(yùn)動的小車，牽引一條通過打點計時器的紙帶，交流電源的頻率是50 Hz，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶。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，找出小車在相鄰相等時間內(nèi)位移之間存在的關(guān)系； (2)設(shè)Δt＝0.1 s，請畫出該小車的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軸作為時間軸，紙帶的寬度表示相等的時間間隔T＝0.1 s，每段紙帶最上端中點對應(yīng)v軸上的速度恰好表示每段時間的中間時刻的瞬時速度，即vn＝＝，因此可以用紙帶的長度表示每小段時間中間時刻的瞬時速度，將紙帶上端中間各點連接起來，可得v－t圖像，如圖所示。,答案 (1)相鄰相等的時間內(nèi)的位移差相等且Δy＝8 mm (2)見解析圖 (3)0.8 m/s2,
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