精编2018-2019学年高中物理上学期第6周 第一章 第9节 测定匀变速直线运动的加速度教学设计

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2018-2019学年高中物理上学期第6周第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度教学设计

2018-2019学年高中物理上学期第6周第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度教学设计
因此, a
s6 s5 s4 ( s1 s2 s3 ) 9t 2
用逐差法计算加速度,每个数据得以充分利用,从而减少了误差。 ⑵求瞬时速度法 在第六节,我们讲解了一个推论:匀变速直线运动中,某段时间内的中 点时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即 vt 2 v 而在本实验中, v
教师规范作图分析
图2 5.实验注意事项 ⑴开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 ⑵先接通电源,计时器工作稳定后,再放开小车,当小车停止运动时要 及时断开电源。 ⑶要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,在小车到达滑轮处前及时用手按 理解分析,做好笔记 住它。 ⑷牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少, 或者加速度太小,而使各段位移无多大差别,从而使误差增大;加速度的大 小以能在 50 cm 长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。 ⑸要区别计时器打出的计时点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔 4 个点取一个计数点,即时间间隔为 t 0.02 5s 0.1s 。 ⑹描点时最好用坐标纸,在纵、横坐标轴上选取适合的单位,用细铅笔 认真描点。 6.误差分析 ⑴电压频率不稳定引起打点误差 ⑵测量个时产生误差
2
x t
v0 vt 求速度。 2
重、难点 3.能利用逐差法求加速度。 难点:用逐差法处理实验数据 学习环节和内容 学生活动建议 教师活动建议 调整记录
1.实验目的 ⑴利用打点计时器求解小车运动的加速度 ⑵了解误差和有效数字 2.实验原理 ⑴逐差法 在第六节,我们证明了做匀变速直线运动的物体在任意两个连续相等的 时间内位移差为定值。设加速度为,连续相等的时间为,位移差为,则 学生活动:
v0 vt 。 2
教师给出纸带,在教师 指导下求出速度。

(原创学案 高中物理 必修一 科教版 人教版 适用)第9节 实验:测定匀变速直线运动的加速度

(原创学案 高中物理 必修一 科教版 人教版 适用)第9节  实验:测定匀变速直线运动的加速度

学校班级姓名日期第一章运动的描述第9节实验:测定匀变速直线运动的加速度●●●目标导航●●●1.复习打点计时器的相关知识,会用打点计时器纸带读出某区间的平均速度与某点的瞬时速度;2.会用打点计时器测量物体做匀变速直线运动的加速度;3.知道误差的基本知识。

◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗1.实验步骤(1)一端附有____________的长木板放在实验桌上,打点计时器固定在长木板的____________.(2)纸带穿过打点计时器的____________,固定于小车的后面,细绳的一端拴在小车的前端,跨过定滑轮,另一端挂上适当的____________.(3)将小车停在____________的位置,先____________后释放纸带.(4)打完一次纸带后立即____________,换上纸带,重复操作三次.2.数据处理(1)在三条纸带中选取一条____________的纸带.为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点作为____________.(2)可以选择相隔Δt的点为____________进行测量,记入自己设计的表格,得出各计数点的瞬时速度.3.作出速度—时间图象(1)在____________图象中进行描点,通过观察思考,找出这些点的分布规律.(2)根据描点作出速度—时间图象.〖问题发现〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗实验操作的有关问题打点计时器在使用时应该注意哪些问题?〖典例1〗在测定匀变速直线运动的加速度时, (1)在如下实验步骤中,正确合理的排列顺序为A .把电火花计时器固定在桌子上B .安好纸带C .松开纸带让物体带着纸带运动D .接通220V 交流电源E .按下脉冲输出开关,进行打点(2)在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在 ,还要检查 是否夹在两条纸带之间。

【归纳反思】〖探究2〗描绘与识别速度图象图象描点的原理是用平均速度替代该段时间中间时刻的瞬时速度.作速度图象时,要注意作图规范,包括坐标轴上物理量、单位,恰当的标度、仔细描点、探究物理规律.〖典例2〗如图是小车在斜面上运动时,通过打点计时器所得的一条纸带 (A 、B 、C 、D 、E 、F 每相邻的 两点间都有四个点未画出),测得各段长度为OA =6.05cm 、OB =13.18cm 、OC =21.40cm 、OD =30.70cm 、OE =41.10cm 、OF =52.58cm ,根据这些数据,求出B 、C 、D 、E 等各点的速度,画出速度图象(取A 点为计时开始),并求出小车的加速度.(打点计时器电源的频率为50Hz )【归纳反思】 〖探究3〗逐差法求加速度让我们再来仔细地研究一下实验时在纸带上打出的点:(1)通过纸带上打出的点怎样判断小车做匀变速直线运动?(2)除了用根据速度-时间图像求小车加速度,利用纸带上打出的点还有其他的计算方法吗?请做出分析与说明。

高中物理必修1第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度课件

高中物理必修1第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度课件

2.瞬时速度的计算:
vn
v(n1)~ (n1)
xn
xn1 2T
(2)设计表格并记录相关数据
计数点
01
2
3
4
5
时间t/s
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
v/(m·s-1)
3.作v-t图象
在坐标纸上,以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐 标系.根据上表中的v、t数据,在坐标轴上选择合适的标
身体健康,学习进步!
3.纸带上计数点间距离的测量带来偶然误差.
4.长木板各处的粗糙程度并非完全相同.
5.用作图法,作出的v-t图线不够规范,准确.
拓展:另一种作V-t图像的巧妙方法
光电门测加速度
走得最慢的人,只要他不丧失目标,也比漫无目的地徘徊的人走得快。 拼尽全力,逼自己优秀一把,青春已所剩不多。 立志欲坚不欲锐,成功在久不在速。——张孝祥 做事情尽量要主动,主动就是没人告诉你,而你在做着恰当的事情。 觉得自己做的到和做不到,其实只在一念之间。 人不是坏的,只是习气罢了,每个人都有习气,只是深浅不同罢了。只要他有向善的心,能原谅的就原谅他,不要把他看做是坏人。 真诚是一盏夜幕下的路灯,让行人因它照亮夜色而增添一份夜行的信心。生活中每一回真诚的履践,都会令我们不由自主地萌发对自己心灵的 感动。 你不必和因果争吵,因果从来就不会误人。你也不必和命运争吵,命运它是最公平的审判官。 真诚是一盏夜幕下的路灯,让行人因它照亮夜色而增添一份夜行的信心。生活中每一回真诚的履践,都会令我们不由自主地萌发对自己心灵的 感动。 你的假装努力,欺骗的只有你自己,永远不要用战术上的勤奋,来掩饰战略上的懒惰。 男人怕父母是孝顺,怕老婆是真爱。所以,好男人都是能耐大,脾气小,渣男则相反! 当你对自己诚实的时候,世界上没有人能够欺骗得了你。

2018-2019学年度教科版必修一1.8匀变速直线运动规律的应用课件(4)(12张)

2018-2019学年度教科版必修一1.8匀变速直线运动规律的应用课件(4)(12张)

2、一物体做初速度为零的匀加速直线运动,已知 其加速度为a,试求出物体在第一秒末的速度、第 二秒末的速度、第三秒末的速度、……第n秒末的 速度之比
推论4
▲1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比 v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
3、一质点做初速度为零的匀加速直线运动, 已知其加速度a=2m/s2,试分别求出质点在 第一秒末的位移、第二秒末的位移、第三秒 末的位移、第四秒末的位移。
1.一列火车在长330m的斜坡上匀加速下行,加速度是 0.20m/s2,通过这段斜坡的时间是30s,求这列火车在 这段斜坡顶端时的速度。 2..一辆汽车在4s内做匀加速直线运动,初速为2m/s, 末速为10m/s,在这段时间内 A.汽车的加速度为2m/s2 B.汽车的加速度为8m/s2 C.汽车的平均速度为6m/s D.汽车的平均速度为10m/s
推论1:
做匀变速直线运动的物体,在某段时间中点时刻 的即时速度等于物体在这段时间内的平均速度:
Vt/2=(vt+v0)/2
问题2
一物体以初速度8m/s从A点开始做匀减速 直线运动,到达B点时的速度为6m/s,求物 体运动至AB中点时的即时速度?
推论2
做匀变速直线运动的物体,在某段位移中点位置的 瞬时速度等于这段位移始末瞬时速度的方均根速度:
Vs/22=(vt2+v02)/2
问题3
1、一质点做初速度为零的匀加速直线运动 ,已知 a=2m/s2,求:质点第一个2s内的位移s1,第二个2s 内的位移s2,第三个2s内的位移s3,第四个2s内的 位移s4各位多少,并计算s2与s1的差,s3与s2的差 S4与s3的差。
推论3:
▲第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移之比 SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=1∶3∶5∶……∶(2N-1) 且相邻相等时间内的位移之差 : Δs = SⅡ- SⅠ= SⅢ - SⅡ =……= aT2

测定匀变速直线运动的加速度(完整版)教材

测定匀变速直线运动的加速度(完整版)教材

实验步骤
• 2、把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适 当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置, 使小车能在长木板上平稳地加速滑行。
• 3、把纸带穿过打点计时器,并将其一端固 定在小车后面。
• 4、把上车停在靠近打点计时器处,接通电 源,放开小车,让小车拖着纸带运 动。于是,打点计时器就在纸带上 打下一系列的点。换上新纸带,重 实验三次。
数据处理
• 1.选取纸带、确定计数点并进行测量
• (1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带.
• (2)为了便于测量,一般舍掉开头一些过于密集的 点迹,找一个适当的点作计时起点(0点).
• (3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如下 图所示,相邻两点中间还有4个点未画出).
S1 S2 S3
测定匀变速直线运动的加速度
华兴中学 高一物理组
实验目的
• 1、用打点计时器研究匀变速度直线运动, 测匀变速直线运动的加速度。
• 2、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的 方法。
实验器材
• 打点计时器 、纸带 、交流电源、 小车 、细绳 、一端固定有滑轮的 长木板 、刻度尺 、钩码。
实验步骤
• 1、如图所示,把一端装有定滑轮的长木板平放在 实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固 定在长木板上没有滑轮的一端,连好电路.
∆t
k a v t
0.2
0.1
0
0.1 0.2 0.3 0.4 t/s
注意事项
• 1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
• 2、先接通电源,待打点计时器工作稳定后,再放 开小车,小车停止运动后要及时断开电源。
• 3、安装打点计时器时,要尽可能使纸带,小车, 细绳,定滑轮上边缘在同一直线上。

2018-2019版高中同步系列课堂讲义物理人教版(通用版)讲义:主题一 提升课 匀变速直线运动规律的应用

2018-2019版高中同步系列课堂讲义物理人教版(通用版)讲义:主题一 提升课 匀变速直线运动规律的应用

提升课 匀变速直线运动规律的应用 匀变速直线运动的基本公式的应用[要点归纳] 1.匀变速直线运动四个常用公式的比较公式一般形式v 0=0时涉及的物理量不涉及的物理量速度公式v =v 0+atv =at v 、v 0、a 、t 位移x 位移公式x =v 0t +at 212x =at 212x 、v 0、t 、a末速度v速度与位移的关系式v 2-v =2ax 20v 2=2axv 、v 0、a 、x时间t平均速度求位移公式x =tv 0+v 2x =tv2x 、v 0、v 、t加速度a2.常用公式的三点说明(1)表中四个公式共涉及匀变速直线运动的初速度v 0、末速度v 、加速度a 、位移x 和时间t 五个物理量,这五个物理量中前四个都是矢量,应用时要规定统一的正方向(通常取v 0方向为正方向),并注意各物理量的正负。

(2)灵活选用公式,已知五个量中任意三个可求另外两个。

(3)速度公式和位移公式是两个基本公式,利用这两个公式可求解匀变速直线运动的所有问题,而灵活选用其他公式可在某些具体问题中大大简化解题过程。

[精典示例][例1] 出租车上安装有速度表,计价器里安装有里程表和时间表,出租车载客后,从高速公路入口处驶入高速公路。

并从10时10分55秒开始做初速度为零的匀加速直线运动,经过10 s 时,速度表显示54 km/h ,求:(1)这时出租车离出发点的距离;(2)出租车继续做匀加速直线运动,当速度表显示108 km/h 时,出租车开始做匀速直线运动,若时间表显示10时12分35秒,此时计价器里程表示数应为多少?(出租车启动时,里程表示数为零)解析 (1)根据速度公式,得到a == m/s 2=1.5 m/s 2v 1t 11510再根据位移公式,得到x 1=at =×1.5×102 m =75 m 122112这时出租车离出发点的距离为75 m (2)根据v =2ax 2得到2x 2== m =300 m3022×1.5这时出租车从静止载客开始,已经经历的时间为t 2,可根据速度公式v 2=at 2得t 2== s =20 sv 2a 301.5这时出租车时间表应显示10时11分15秒。

2018-2019年高中物理人教...

2018-2019年高中物理人教...

2018-2019年高中物理人教...2018-2019年高中物理人教版《选修3-4》《第十三章光》《第六节光的偏振》同步练习试卷【1】含答案考点及解析班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2.请将答案正确填写在答题卡上一、选择题1.弹簧振子在做简谐运动的过程中,下列说法中正确的是().A.在平衡位置时它的机械能最大B.在最大位移时它的弹性势能最大C.从平衡位置到最大位移处它的动能减小D.从最大位移到平衡位置处它的机械能减小【答案】BC【解析】简谐运动过程中机械能守恒,因此选项A、D错误;在最大位移处,弹簧形变最大,因此弹性势能最大,选项B正确,从平衡位置到最大位移处,x↑→v↓→E↓,选项C正确.k2.如图所示,太阳光照射到偏振片P,在偏振片P和光屏之间有偏振片Q,则透过偏振片P的光的振动方向( )A.是水平的,光屏上是明的B是水平的,光屏上是暗的C.是竖直的,光屏上是明的D是竖直的,光屏上是暗的【答案】D【解析】试题分析:太阳光可以看成自然光,各个方向的振动都对称,照到偏振片时,和偏振化方向相同的振动都通过,而垂直的都不通过,所以通过偏转片P的是竖直方向上的光,而竖直方向上的光通不过水平的偏振片,故光屏上是暗的,故选D考点:考查了光的偏振点评:关键是知道太阳光可以看成自然光,各个方向的振动都对称,照到偏振片时,和偏振化方向相同的振动都通过,而垂直的都不通过,3.折射现象中,下列说法正确的是()A.折射角一定小于入射角B.折射率跟折射角的正弦值成反比C.折射角增大为原来的2倍,入射角也增大为原来的2倍D.折射率大的介质,光在其中传播的速度小【答案】D【解析】试题分析:如果光从光密介质进入光疏介质时,折射角大于入射角,A错;折射率是光学元件本身的性质,与入射角和折射角大小无关,B错;由折射定律可知,折射率为入射角的正弦值与折射角的正弦值比值相等,C错;由公式v=c/v可知D对;故选D考点:考查折射现象点评:本题难度较小,充分理解折射定律是关键,折射率的公式只是计算式不是决定式4.一单摆做小角度摆动,其振动图象如图,以下说法正确的是A.t1时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最小B.t2时刻摆球速度最大,振动方向沿x正方向C.t3时刻摆球速度为零,加速度最大,方向沿x负方向D.t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大【答案】D【解析】本题考查的是单摆的相关问题,根据振动图像,t1时刻摆球位移最大,悬线对它的拉力最小,A错误;t2时刻摆球速度最大,振动方向沿x负方向,B错误;t3时刻摆球速度为零,加速度最大,方向沿x正方向,C错误;t4时刻摆球速度最大,悬线对它的拉力最大,D 正确;5.如图4质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动.设弹簧的倔强系数为k.当物体离开平衡位置的位移为x 时,A、B间摩擦力的大小等于( )A.0; B.kx; C.kx m/M D.kx m/(M+m)【答案】D【解析】本题考查的是对摩擦力的认识,由于两个物体一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动,则A物体所受的回复力即为静摩擦力,,,D正确;6.一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图所示。

2019-2020年高中物理教科版必修1教学案:第一章 第9节 测定匀变速直线运动的加速度(含解析)

2019-2020年高中物理教科版必修1教学案:第一章 第9节 测定匀变速直线运动的加速度(含解析)

2019-2020年高中物理教科版必修1教学案:第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度(含解析)一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器。

2.会利用平均速度求瞬时速度。

3.会用v -t图像处理实验数据,并据此判断物体的运动性质。

4.能根据实验数据求加速度。

二、实验原理利用打点计时器打出的纸带上记录的数据,计算出各时刻的速度,再作出速度—时间的关系图像。

1.某点的瞬时速度等于以它为中间时刻的一小段时间内的平均速度。

2.若v -t图像为一倾斜直线,则物体做匀变速直线运动,图线的斜率表示加速度。

三、实验器材打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端带有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、坐标纸、复写纸、导线。

四、有效数字和误差1.可靠数字:通过直接读数获得的准确数字。

2.存疑数字:通过估读得到的数字。

3.有效数字:把测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字叫做有效数字,有效数字的最后一位是测量者估读出来的。

4.误差:测量值与真实值之间的差异。

5.误差分类1.如图1-9-1所示,把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路。

图1-9-12.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使之跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板上平稳地加速滑行。

3.把纸带穿过打点计时器,并将其一端固定在小车的后面。

4.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动。

于是,打点计时器就在纸带上打下一系列的点。

换上新纸带,重复实验三次。

六、数据处理1.挑选纸带并测量在三条纸带中选择一条点迹最清晰的。

为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图1-9-2所示。

(相邻两点间还有4个点未画出)图1-9-22.瞬时速度的计算和记录(1)根据v n=x n+x n+12T,计算某点瞬时速度,其中T=0.1 s。

高一物理必修1 匀变速直线运动的加速度测定

高一物理必修1 匀变速直线运动的加速度测定
教法
2分钟
[新课导入]
如何测定匀变速直线运动物体的加速度是一件很不容易的事情,当物体沿直线运动时,其位移在不断变化要研究物体的加速度,我们首先要准确记录物体运动的信息,然而如何测量出加速度呢?打点计时器是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器,我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的加速度。
教师讲授
2.经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥妙。
3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识,培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
4.培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯。
a=(a1+a2+……+a5)/5=x6-x1/5T2可见只利用x6、x1,
中间x2、x3、x4、x3被抵消了,没有得到利用
采用分组隔项逐差法,分为两大组:x1、x2、x3为一组、x4、x3、x6为一组。
a1=x4-x1/3T2a2=x5-x2/3T2a3=x6-x3/3T2
a=(a1+a2+a3)/3=[(x6+x5+x4)-(x3+x2+x1)]/(3T)2
学生动手操作
10分钟
10分钟
10分钟
[课堂活动]
同桌的两位同学合作,听老师讲解打点计时器,然后翻开教材P33,看图1—9—1,提问物体做怎样的运动?说明理由,并计算每个间隔段的平均速度。
在教师的指导下,按P34图1—9—3,安装好实验装置,并打出三条低带,取其中的一条。
T为五点计时0.1s
X1=υ0T+aT2/2
X1=υ0(2T)+a(2T)2/2-x1=υ0T+3aT2/2

2018-2019学年高中物理人教版必修1课件:第2章 4 匀变速直线运动的速度与位移的关系

2018-2019学年高中物理人教版必修1课件:第2章 4 匀变速直线运动的速度与位移的关系

v=v0+at x=v0t+12at2
v=at x=12at2
v、v0、a、t 位移 x 末速
x、v0、t、a 度 v
比较项 一般形式
公式
v0=0
涉及的 物理量
不涉 及量
位移与速度 关系式 v2-v20=2ax v2=2ax v、v0、a、x 时间 t
由平均速度 求位移公式
x=v0+2 vt
x=v2t
题.
匀变速直线运动的速度与位移的关系
阅读教材,完成以下问题 1.射击时,若把子弹在枪筒中的运动看作是匀加速直线运 动,假设枪筒长x,子弹的加速度为a. 试结合上述情景讨论下列问题: (1)试用上两节学习的速度公式和位移公式求子弹射出枪口 时的速度. 提示:x=12at2,v=at 得 v= 2ax.
(1)如果飞机从静止开始做匀加速直线运动,飞机在航母上 能否正常起飞?
提示:飞机初速度为零,由位移与速度关系式得飞机滑离甲 板时的速度
v= 2ax= 2×15×200 m/s=20 15 m/s 由于 20 15 m/s<80 m/s 所以飞机不能正常起飞.
(2)飞机如果要在甲板上正常起飞,航母和飞机要有一定的 初速度,航母的初速度是多少?飞机在航母上的运动时间是多 少?
(2)在上面问题中,已知条件和所求的结果都不涉及时间t, 它只是一个中间量,能否将两个公式联立,消去t,只用一个关 系式表示位移x与速度v的关系呢?
提示:v=v0+at,把 t=v-av0代入
x=v0t+12at2 得 v2-v20=2ax. 2.匀变速直线运动的速度与位移的关系 (1)匀变速直线运动的位移与速度关系式:v2-v20=__2_a_x_. (2)当初速度 v0=0 时,v2=_2_a_x__.

2018-2019学年高一物理 1.8 匀变速直线运动规律的应用(第3课时)教学案

2018-2019学年高一物理 1.8 匀变速直线运动规律的应用(第3课时)教学案

1.8 匀变速直线运动规律的应用 第三课时[目标定位] 1.会分析简单的追及和相遇问题.2.理解直线运动的xt 图象和vt 图象.1.加速度的定义式:a =ΔvΔt .2.匀变速直线运动的公式 (1)速度公式:v =v 0+at ; (2)位移公式:x =v 0t +12at 2;(3)速度位移公式: v 2-v 20=2ax . 3.运动图象(1)xt 图象:表示做直线运动物体的位移随时间变化的规律.图象的斜率表示该时刻物体的速度.(2)vt 图象:表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.图象的斜率表示加速度,图象与时间轴所围的面积表示位移.一、追及和相遇问题追及和相遇问题是匀变速直线运动规律的典型应用.两物体在同一直线上运动,它们之间的距离发生变化时,可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况,这类问题称为追及和相遇问题,讨论追及和相遇问题的实质是,两物体能否在同一时刻到达同一位置. 1.讨论追及和相遇问题要抓住一个条件、两个关系(1)一个条件:速度相等.是讨论两物体是否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临界点,这是解题的切入点.(2)两个关系:时间关系和位移关系.其中通过画示意图找出两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口.若同时出发,则两物体时间相等,则需要列速度相等方程和位移关系方程. 2.解答追及与相遇问题的常用方法(1)物理分析法:抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,在头脑中建立起一幅物体运动关系的图景,并画出运动情况示意图,找出位移关系.(2)图象法:将两者的速度—时间图象在同一坐标系中画出,然后利用图象求解.(3)数学极值法:设从开始至相遇时间为t ,根据条件列方程,得到关于t 的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相碰.例1 一辆汽车以3 m/s 2的加速度开始启动的瞬间,另一辆以6 m/s 的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过.(1)汽车一定能追上自行车吗?若能追上,汽车经多长时间追上?追上时汽车的瞬时速度多大?(2)当v 汽<v 自时,两者距离如何变化?当v 汽>v 自时,两者距离如何变化?汽车追上自行车前多长时间与自行车相距最远?最远距离是多大?解析 (1)因为汽车做加速运动,故汽车一定能追上自行车.汽车追上自行车时,两者位移相等,x 汽=x 自,即12at 2=v 自t ,得:t =2v 自a =2×63s =4 sv 汽=at =3×4 m/s=12 m/s.(2)开始阶段,v 汽<v 自,两者距离逐渐变大.后来v 汽>v 自,两者距离又逐渐减小.所以当v汽=v 自时,两者距离最大.设经过时间t 1,汽车速度等于自行车速度,则at 1=v 自,代入得t 1=2 s此时x 自=v 自t 1=6×2 m=12 mx 汽=12at 21=12×3×22m =6 m最大距离Δx =x 自-x 汽=6 m. 答案 见解析借题发挥 讨论追及、相遇的问题,其实质就是分析讨论两物体在相同时间内能否到达相同的空间位置的问题.(1)一个条件:即两者速度相等,它往往是物体间能否追上、追不上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断此类问题的切入点.(2)两个关系:即时间关系和位移关系,这两个关系可通过画草图得到.针对训练 2013年冬季河北地区出现严重的雾霾天气,能见度很低,给交通带来很大的障碍.已知A 、B 两列火车,在同一轨道上同向行驶,A 车在前,其速度v 1=10 m/s ,B 车在后,速度v 2=30 m/s ,B 车在距A 车x 0=75 m 时才发现前方有A 车,这时B 车立即刹车,但B 车要经过S =180 m 才能停下来.(1)B 车刹车时A 车仍按原速率行驶,两车是否会相撞?(2)若相撞,求B 车从开始刹车到两车相撞用多少时间?若不相撞,求两车的最小距离? 解析 (1)设B 车加速度大小为a B ,刹车至停下来的过程中,由v 22=2a B x 解得:a B =2.5 m/s 2B 车在t 时刻的速度为v B =v 2-a B t B 车的位移x B =v 2t -12a B t 2 A 车的位移x A =v 1t当两车速度相等时,v B =v 1 解得:t =8 s将t =8 s 代入得x B =160 m ,x A =80 m 因x B > x A +x 0=150 m 故两车会相撞(2)设两车经历时间t 相撞,则满足x B =x A +x 0 联立得:t 1=6 s ,t 2=10 s 故6 s 就相撞了.答案 (1)两车会相撞 (2)6 s 时相撞 二、运动图象问题在运动学中,图象主要是指xt 图象和vt 图象.1.xt 图象:图象上某点切线的斜率表示该时刻物体的速度,图象上一个点对应物体某一时刻的位置.2.vt 图象:图象上某点切线的斜率表示该时刻物体的加速度,图象上一个点对应物体某一时刻的速度;某段时间,图线与时间轴围成图形的面积值表示该段时间内物体通过的位移的大小.3.形状一样的图线,在不同图象中所表示的物理意义不同,因此在应用时要特别注意看清楚图象的纵、横轴所描述的是什么物理量.例2 如图1所示,表示一质点在6 s 内的xt 图象,试据此分析质点的运动情况并画出它的vt 图象.图1解析 xt 图象上直线斜率表示速度,所以 0~2 s 的速度v 1=6 m -02 s =3 m/s2~4 s 的速度v 2=04~6 s 的速度v 3=-6 m -6 m2 s=-6 m/s质点的运动情况:0~2 s 内做匀速直线运动,速度大小为3 m/s ,2 s 末离开出发点6 m ;2~4 s 内物体静止于离出发点6 m 处;4~5 s 质点反方向做匀速直线运动,速度大小为6 m/s,5 s 末回到出发点,5~6 s 质点继续以6 m/s 的速度反方向做匀速直线运动,6 s 末位移为-6 m .vt 图象如图所示. 答案 见解析针对训练 若将图1中的纵坐标由“x ”改为“v ”,即如图2所示.图2(1)试分析各段的运动情况; (2)画出它的at 图象.解析 质点在0~2 s 内加速度a 1=Δv 1Δt 1=6-02 m/s 2=3 m/s 2,方向为正方向,做匀加速直线运动;在2~4 s 内加速度a 2=0,做匀速直线运动;在4~6 s 内加速度不变,a 3=Δv 3Δt 3=-6-62 m/s 2=-6 m/s 2,方向为负方向,这段时间内质点先做正方向的匀减速直线运动,后做负方向的匀加速直线运动. (2)如右图答案 (1)0~2 s 内做正方向的匀加速直线运动 在2~4 s 内做匀速直线运动 4~6 s 内先做正方向的匀减速直线运动,后做负方向的匀加速直线运动 (2)见解析针对训练 (2013辽宁高一期末)在如图3所示的位移(x )—时间(t )图象和速度(v )—时间(t )图象中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是( )图3A .t 1时刻,乙车追上甲车B .0~t 1时间内,甲、乙两车的平均速度相等C .丙、丁两车在t 2时刻相遇D .0~t 2时间内,丙、丁两车的平均速度相等解析 它们由同一地点向同一方向运动,在t 1时刻前,甲的位移大于乙的位移,在t 1时刻甲、乙位移相等,则A 正确;在t 1时刻两车的位移相等,由v =xt,甲、乙两车0~t 1时间内平均速度相等,B 正确;由图象与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t 2时刻面积差最大,所以相距最远,C 错误;0~t 2时间内,丙的位移小于丁的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丙的平均速度小于丁的平均速度,故D 错误. 答案 AB追及和相遇问题1.当交叉路口的绿灯亮时,一辆客车以a =2 m/s 2的加速度由静止启动,在同一时刻,一辆货车以10 m/s 的恒定速度从客车旁边同向驶过(不计车长),则: (1)客车追上货车时离路口多远?(2)在客车追上货车前,两车的最大距离是多少?解析 (1)客车追上货车的过程中,两车所用时间相等,位移也相等,即v 2t 1=12at 21,代入数据解得t 1=10 s ,x =12at 21=12×2×102m =100 m.(2)两车距离最大时,两车应具有相等的速度,即v 2=at 2,代入数据解得t 2=5 s .Δx =v 2t 2-12at 22=10×5 m-12×2×52m =25 m. 答案 (1)100 m (2)25 m2.(2013贵州期中)在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车.请分析一下,我国高速公路的最高车速限制为108 km/h.设某人驾车正以最高时速沿平直高速公路行驶,该车刹车时产生的加速度大小为5 m/s 2,司机的反应时间(从意识到应该停车到操作刹车的时间)为0.5 s .计算行驶时的安全车距至少为多少?解析 本题运动情景图如图所示,汽车原来的速度v =108 km/h =30 m/s.在反应时间t =0.5 s 内,汽车做匀速直线运动的位移为s 1=v 0t 1=30×0.5 m=15 m刹车后,汽车做匀减速直线运动,滑行时间为t 2=0-30-5s =6 s ,汽车刹车后滑行的位移为s 2=v 0t 2+12at 22=30×6 m+12×(-5)×62m =90 m ,所以行驶时的安全车距应为s =s 1+s 2=15 m +90 m =105 m. 答案 105 m运动图象问题3.(2013四川宜宾期中)某物体沿水平方向做直线运动,其vt 图象如图4所示,规定向右为正方向,下列判断正确的是( )图4A .在0~1 s 内,物体做曲线运动B .在1~2 s 内,物体向左运动,且速度大小在减小C .在1~3 s 内,物体的加速度方向向左,大小为4 m/s 2D .在3 s 末,物体处于出发点右方解析 运动图象只能表示直线运动, 1~2 s 内,物体向右运动;1~3 s 内,由斜率可知物体的加速度方向向左,大小为4 m/s 2;由图象面积可知在3 s 内,物体为正位移. 答案 CD4.我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,终于在2012年6月24日以7020 m 深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6500 m),这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.在某次实验中,深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图5a 所示、速度图象如图5b 所示,则下列说法中正确的是( )图5A .图中h 3是本次实验下潜的最大深度B .本次实验中深潜器的最大加速度是0.025 m/s 2C .在3~4 min 和6~8 min 的时间段内深潜器具有向上的加速度D .在6~10 min 时间段内深潜器的平均速度为0解析 根据(a)深度显示,可以直接看出蛟龙号下潜的最大深度是h 3,A 正确;根据速图象可以求出各时间段蛟龙号的加速度, 0~1 min 内蛟龙号的加速度a 1=-2 m/s -060 s =-130m/s 2;3~4 min 内d 的加速度a 2=0--60 s=130m/s 2; 6~8 min 内加速度a 3=3 m/s -0120 s =140 m/s 2;8~10 min 内的加速度a 4=0-3 m/s 120 s =-140m/s 2;所以此过程中蛟龙号的最大加速度为 130m/s 2≈0.0333 m/s 2,B 错误; 3~4 min 和6~8 min 的时间段内潜水器的加速度方向向上,C 正确;6~10 min 时间段内潜水器在向上运动,位移不为零,所以平均速度不为零,D 错误.故选A 、C. 答案 AC。

高中物理课时3测定匀变速直线运动的加速度教学设计

高中物理课时3测定匀变速直线运动的加速度教学设计

※教科版全日制普通高级中学教科书(必修一)第一章运动的描述第9节测定匀变速直线运动的加速度第三课时一、教学目标:知识与技能1.通过对实验结果的分析,让学生进一步熟悉“图像法”、“公式法”、“贴条法”求加速度的方法。

2.通过解答习题和观看视频,了解求加速度的其它方法。

3.知道任何测量都会有误差,准确程度与我们的探究方法和使用的工具有关。

过程与方法通过学生自己动手实验,培养学生获取知识和处理问题的能力;经历科学探究过程,认识科学探究的意义。

情感、态度与价值观1.通过探究性学习活动,讨论和交流,让学生获得成功的愉悦,提高学生对参与物理学习活动的兴趣,增强学习的自信心。

2.培养学生创新能力和实事求是的科学态度,团结协作的精神。

二、教学重点:1.引导学生进行误差分析,了解误差和有效数字,能正确记录和处理数据。

2.知道求加速度的其他方法。

三、教学难点:引导学生正确地正确记录和处理数据,能进行误差分析。

四、教法与学法:以交流、讨论、评价为主,辅之以讲授和多媒体应用开展教学活动。

五、教学用具:多媒体,学生实验的数据记录及其数据处理。

六、主要教学过程:(一)学生展示实验结果,学生先自评,再互评。

(二)教师引导学生进行误差分析1.电压频率不稳定引起打点误差.2.测量各个x时产生的误差.3.木板粗糙程度不同,导致摩擦不均匀产生的误差.4.作v-t图像时单位选择不合适,描点不准确产生误差.(三)误差和有效数字1.误差(1)定义:在测量中,测出的数值(测量值)与真实值之间的差异叫做误差.(2)分类:系统误差和偶然误差.(3)系统误差①产生:仪器本身不精确、实验方法粗略或实验原理不完善产生的.②系统误差的特点:多次重复测量时,测量值总是大于(或小于)真实值.③减小系统误差的方法:校准测量仪器(或使用更精密测量仪器),改进实验方法,完善实验原理等.(4)偶然误差①产生:由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的.②特点:测量值与真实值相比有时偏大,有时偏小,并且偏大和偏小的概率相同.③减小方法:多次重复测量求平均值.(5)误差与错误的区别:误差不是错误,一般情况下误差不可以避免,只能想办法减小.而错误是由于操作不当引起的,在实验过程中可以避免.2.有效数字(1)可靠数字:通过直接读数获得的准确数字.(2)存疑数字:通过估读得到的那部分数字.(3)有效数字:测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字.七、板书设计:第9节测定匀变速直线运动的加速度(第三课时) 展示实验结果:误差分析:误差和有效数字:八、反思小结:1.如何减小实验误差?2.用“逐差法”求加速度时,若在纸带上取连续相等的时间T内的位移为四段、五段……,那么,计算加速度的表达式是怎样的?图2图1 3.观看视频:用“气垫导轨和数字计时器测量匀变速直线运动加速度”,该实验中测量加速度的方法是怎样的?九、作业布置:进一步熟悉实验原理、实验步骤、注意事项,完成拓展练习 十、拓展练习1.做匀加速直线运动的小车,牵引一条纸带通过打点计时器,交流电的频率为50Hz ,由纸带上打出的某一点开始,每隔5个时间间隔剪下一条纸带,将纸带贴在坐标系中,如图1所示,则运动物体的加速度为 m/s 22.某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。

2019_2020学年高中物理第1章9测定匀变速直线运动的加速度教案教科版必修1

2019_2020学年高中物理第1章9测定匀变速直线运动的加速度教案教科版必修1

9.测定匀变速直线运动的加速度[学习目标] 1.进一步练习使用打点计时器. 2.会利用平均速度求瞬时速度. 3.知道判断物体做匀变速直线运动的方法. 4.会利用逐差法和v ­t 图像法求加速度. 5.知道误差、有效数字的概念,能分析简单的实验误差现象.一、实验原理与方法利用打点计时器打出纸带,测量计数点间距,计算出各时刻的速度.1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1,x 2,x 3,x 4…x n ,若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…=x n -x n -1,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx =aT 2.2.求某点瞬时速度的方法利用“平均速度法”求瞬时速度.即v n =x n +x n +12T.如图所示3.测定匀变速直线运动加速度的方法 (1)图像法①先根据“平均速度”法求出各计数点的速度v n =x n +x n +12T. ②作v ­t 图像,求出图像的斜率即物体的加速度. (2)利用位移差公式 ①x n +1-x n =aT 2得a =x n +1-x nT ,其中T 为两计数点之间的时间间隔. ②逐差法若纸带上选出多个计数点,可用逐差法求加速度.即a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T2,然后取平均值,即a =a 1+a 2+a 33,这样使所给数据全部得到利用,以提高准确性.二、实验器材打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、交流电源、导线.三、实验步骤1.如图所示,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,使细绳水平跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端固定在小车的后面.4.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点.5.打完一次纸带后,立即关闭电源,换上新的纸带,增减所挂钩码,重复实验两次. 6.数据处理:用逐差法计算加速度. 四、数据处理 1.挑选纸带并测量在三条纸带中选择一条点迹最清晰的.为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图所示.(相邻两点间还有4个点未画出)2.瞬时速度的计算和记录 (1)根据v n =x n +x n +12T,计算某点瞬时速度,其中T =0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致分布在坐标平面中央. (2)描点:在坐标纸上确定出各个坐标点的位置. (3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点. 4.求出小车的加速度(方法有两种) (1)利用v ­t 图像的斜率:a =ΔvΔt.(2)利用逐差法:a =(x 6+x 5+x 4)-(x 3+x 2+x 1)9T2.五、误差分析1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀.2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差.3.作v­t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差.六、注意事项1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车.3.打点完毕,立即断开电源.4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,当小车到达滑轮前及时用手按住.6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t=0.02×5 s=0.1 s.7.在坐标纸上画v­t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在较大的坐标平面内.【例1】在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中:(1)实验提供了以下器材:电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是________________.(2)如图所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02 s,则相邻两个计数点间的时间间隔为________s.其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.26 cm.如下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D点时小车的瞬时速度.(4)计算出的小车的加速度a =________m/s. [解析] (1)弹簧测力计. (2)v D =x 3+x 42×5T =0.083 3+0.089 52×0.1m/s =0.864 m/s. (3)小车的速度—时间关系图线如图所示.(4)在v ­t 图像中,图线的斜率表示加速度的大小, 则a =Δv Δt=0.64(±0.01) m/s 2.[答案] (1)弹簧测力计 (2)0.1 0.864 (3)见解析图 (4)0.64(±0.01)【例2】 如图所示,是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选取的一条纸带的一部分.他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果.(1)为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算,填入表内.(单位:cm ,电源频率为50 Hz)由此可得出结论:小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差,在误差允许的范围内相等,所以小车的运动是________.(2)小车的加速度a =______m/s 2(保留三位有效数字).[解析] (1)x 2-x 1=1.60 cm ;x 3-x 2=1.55 cm ;x 4-x 3=1.62 cm ;x 5-x 4=1.53 cm ;x 6-x 5=1.61 cm ;Δx ≈1.58 cm.各位移差与平均值最多相差0.05 cm ,即各位移差与平均值最多相差3.2%.由此可得出结论:小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差,在误差允许的范围内相等,所以小车的运动是匀加速直线运动.(2)采用逐差法,a =a 1+a 2+a 33=(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)9T2≈1.58 m/s 2.[答案] (1)1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 匀加速直线运动 (2)1.58数据处理时的几点技巧(1)在坐标纸上画v ­t 图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在坐标平面中央.(2)利用描出的点作v ­t 图像时,不要将相邻的点依次相连成折线,而应使大多数点在直线(或曲线)上,不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧,个别离线较远的点应舍去.(3)利用逐差法求加速度时,若有奇数组数据,则舍去中间一组数据. 例如:若纸带上有相邻的8个计数点,相邻的位移为x 1、x 2、…、x 7,则a 1=x 5-x 14T2,a 2=x 6-x 24T 2,a 3=x 7-x 34T 2,则a =a 1+a 2+a 33=(x 5+x 6+x 7)-(x 1+x 2+x 3)3×4T2.1.(多选)关于用打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”的实验,下列说法中正确的是 ( )A .打点计时器应固定在长木板上,且靠近滑轮一端B .开始实验时小车应靠近打点计时器一端C .应先接通电源,待打点稳定后再释放小车D .牵引小车的钩码个数越多越好BC [打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,选项A 错误;小车开始时靠近打点计时器是为了使小车的运动距离较大,选项B 正确;若先释放小车后接通电源只能在纸带的后面部分打点,选项C 正确;钩码个数太少,打点密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来实验误差,选项D 错误.]2.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中: (1)下列哪些器材是多余的:________.①打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板(2)达到实验目的还需要的器材是:__________________________________________________________ __________________________________________________________.[解析] 实验中给打点计时器供电的是低压交流电源,而非低压直流电源.实验中小车的运动时间可以从所打纸带上的点迹数出,而不使用秒表测量,另外此实验不需要测质量,故不需要天平.在此实验中还需用刻度尺测量计数点间的距离.[答案] (1)②③⑧ (2)低压交流电源、刻度尺3.某同学用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到频率是50 Hz 的交流电源上,实验中得到一条纸带,如图所示.他在纸带上便于测量的地方选取第1个计数点,在该点下标明A ,第6个点下标明B ,第11个点下标明C ,第16个点下标明D ,第21个点下标明E .测量时发现B 点已模糊不清,测得AC 长为14.56 cm ,CD 长为11.15 cm ,DE 长为13.73 cm.由以上数据可以算出:打点计时器打C 点时小车的瞬时速度大小为________m/s ,小车运动的加速度大小为________m/s 2,AB 间的距离应为________cm.[解析] 由打点计时器的频率知,相邻两计数点间的时间间隔T =0.10 s.C 点的瞬时速度v C 等于AE 段的平均速度v AE ,即 v C =v AE =x AE 4T =14.56+11.15+13.734×0.1cm/s=98.6 cm/s =0.986 m/sΔx =x DE -x CD =2.58 cm =2.58×10-2m 由Δx =aT 2得小车运动的加速度大小a =Δx T2=2.58 m/s 2由题意知x BC +x AB =14.56 cmx BC -x AB =Δx =2.58 cm ,解得x AB =5.99 cm.[答案] 0.986 2.58 5.994.在用电火花打点计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02 s ,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O 、A 、B 、C 、D 等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 ______s .用刻度尺量得OA =1.50 cm ,AB =1.90 cm ,BC =2.30 cm ,CD =2.70 cm.由此可知,纸带做 ________(选填“匀加速”或“匀减速”)运动,打C 点时纸带的速度大小为________m/s.物体运动的加速度为________m/s 2.(结果保留两位有效数字)[解析] 按打点先后顺序每5个点取1个计数点,则计数点之间的时间间隔为0.10 s. Δx =AB -OA =BC -AB =CD -BC =0.40 cm. 则纸带做匀加速运动.v C =BC +CD 2T=(2.30+2.70)×10-22×0.1m/s =0.25 m/sa =(BC +CD )-(OA +AB )4T2= (2.30+2.70)×10-2-(1.50+1.90)×10-24×0.12m/s 2=0.40 m/s 2.[答案] 0.10 匀加速 0.25 0.405.如图所示,一个小球沿斜面向下运动,用每间隔110 s 曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为110 s ,测得小球在几个连续相等时间内的位移(数据见表),则的运动性质属于________直线运动.(2)有甲、乙两位同学计算小球加速度方法如下: 甲同学:a 1=x 2-x 1T 2,a 2=x 3-x 2T 2,a 3=x 4-x 3T 2,a =a 1+a 2+a 33 乙同学:a 1=x 3-x 12T 2,a 2=x 4-x 22T 2,a =a 1+a 22你认为甲、乙中哪位同学的计算方法正确?_____,加速度值为______m/s 2. (3)图中频闪相机拍摄第二张照片的时刻小球瞬时速度为________m/s.[解析] (1)根据表格中位移数据可知,x 4-x 3=x 3-x 2=x 2-x 1=1.1 cm ,则小球在连续相邻相等时间内的位移之差相等,故小球做匀加速直线运动.(2)甲同学计算的加速度a =a 1+a 2+a 33=x 4-x 13T 2,乙同学计算出的加速度a =a 1+a 22=(x 3+x 4)-(x 1+x 2)4T 2,很显然,甲同学的计算结果偶然误差较大,故乙同学的计算方法正确,代入数值得a =1.1 m/s 2.(3)根据匀变速直线运动的中间时刻瞬时速度公式得,v t 2=v =x t ,则v =x 1+x 22T=(8.20+9.30)×10-2m2×0.1 s=0.875 m/s.[答案] (1)相等 匀加速 (2)乙 1.1 (3)0.8756.在探究小车速度随时间变化规律的实验中,得到如图所示的一条记录小车运动情况的纸带,图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T =0.1 s.(1)根据纸带计算各点瞬时速度,v D =________m/s ,v C =________m/s ,v B =________m/s. (2)在如图所示的坐标系中作出小车的v ­t 图线,并根据图线求出a =_______.(3)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是____m/s ,此速度的物理意义是________. [解析] (1)根据v t2=v 可知v D =(105.60-27.60)×10-20.2 m/s =3.90 m/sv C =(60.30-7.50)×10-20.2 m/s =2.64 m/sv B =27.60×10-20.2 m/s =1.38 m/s(2)作出v ­t 图线如图所示根据图线斜率知a=12.60 m/s2.(3)经计算得交点的速度为0.12 m/s,表示零时刻小车经过A点时的速度.[答案](1)3.90 2.64 1.38(2)见解析图12.60 m/s2(3)0.12 零时刻小车经过A点时的速度。

最新教科版高中物理必修1第一章第九节《测定匀变速直线运动的加速度》教案

最新教科版高中物理必修1第一章第九节《测定匀变速直线运动的加速度》教案
口头表述
主题2:
实验步骤
强调实验中应该注意的问题,对学生容易犯错的地方要特别的说明。
联系实验过程,逐一对各步骤进行分析。
口头表述
主题3:
误差与有效数字
总结误差的种类,分析哪些误差是可以减少的。介绍有效数字。
根据实验过程分析实验的误差来源,从而找到减小误差的方法,读刻度尺记得估读。
板书和PPT课件
第三层级
图片展示
第一层级
研读教材
指导学生学会使用双色笔,确保每一位学生处于预习状态。
通读教材,作必要的标注,梳理出本节内容的大致知识体系。
PPT课件呈现学习目标
完成学案
巡视学生自主学习的进展和学生填写学案的情况。
尽可能多得独立完成学案内容,至少完成第一层级的内容。
结对交流
指导、倾听部分学生的交流,初步得出学生预习的效果
基本技能检测
根据具体情况与部分同学(特别是各小组组长)交流,掌握学生的学习情况.
全体学生独立思考,独立完全,小组同学都完成后可交流讨论。
PPT课件
拓展技能检测
视学生基础和课堂时间、教学进度决定是否作要求
教师未提出要求的情况下学有余力的学生可自主完成
PPT课件
记录要点
教师可在学生完成后作点评
学生在相应的位置作笔记。
就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。
第二层级
小组讨论
小组展示
补充质疑
教师点评
主题1:
实验原理
教师对学生不清楚的地方进行解答,注意逐差法的教学。
(1)通过比较相等时间内的位移来判断物体速度的变化。
(2)通过比较连续相等时间内的位移之差判断。学生未必会想到。
(3)用逐差法或者图象法,学生未必会清楚逐差法的应用。

高中物理 课时1测定匀变速直线运动的加速度教学设计

高中物理 课时1测定匀变速直线运动的加速度教学设计

※教科版全日制普通高级中学教科书(必修一)第一章运动的描述第9节测定匀变速直线运动的加速度第一课时一、教学目标:知识与技能1.会用打点计时器打出的纸带测平均速度与某点的瞬时速度。

2.掌握“描点法”画图的方法,进一步理解速度——时间图象。

3.会用“图像法”、“公式法”、“贴条法”测量匀变速运动的加速度。

通过对速度和加速度的计算,加深对速度和加速度的理解。

过程与方法通过学生自己动手实验,培养学生获取知识和处理问题的能力;经历科学探究过程,认识科学探究的意义。

情感、态度与价值观1.通过探究性物理学习活动,让学生获得成功的愉悦,提高学生对参与物理学习活动的兴趣,增强学习的自信心。

2.培养学生创新能力和实事求是的科学态度。

二、教学重点:1.会使用打点计时器,通过对纸带上点迹的分析能计算物体运动的平均速度与某点的瞬时速度,会描绘速度——时间图像。

2.通过对纸带上点迹的分析,引导学生用“图像法”,“公式法”,“贴纸法”等方法求物体运动的加速度。

三、教学难点:引导学生正确地用“图像法”,“公式法”,“贴条法”等方法,测量出物体运动的加速度。

四、教法与学法:以实验与讨论为主,辅之以讲授和多媒体应用开展教学活动五、教学用具:电火花计时器或电磁打点计时器,一端附有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳。

六、课时安排:一课时七、主要教学过程:引入新课学生自主阅读教材第36页“讨论交流”,进行思考、交流和讨论,回答以下问题。

阅读教材第36页1.图1—9—1是打点计时器在纸带上记录的一个物体的运动情况,这个物体在做怎样的运动呢?引导学生得出:由于纸带上点迹均匀,故物体在做匀速直线运动。

2.如图1—9—2所示,求物体在bd 段、df 段时间内的平均速度?在计数点c 、e 位置时的瞬时速度? 提出问题怎样根据纸带上点的分布特征判断物体是否在做匀变速直线运动?又怎样通过对有关量进行测量,得出匀变速运动的加速度?新课教学:(一)实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。

高中物理第一章运动的描述第9节测定匀变速直线运动的加速度课件教科版必修1

高中物理第一章运动的描述第9节测定匀变速直线运动的加速度课件教科版必修1

m
/s=0.813
(3)当电源频率低于50 Hz时,其打点周期大于0.02 s,仍按50 Hz计算时,由v=
m/s.
x
t
可知,速度的测量值将比真实值偏大.
第9节 测定匀变速直线运动的加速度
刷基础
8. [浙江嘉兴一中2019高一上期中]实验小组在用打点计时器测定匀变速直线运动加速度的实验中,得 到一条纸带如图所示,A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间的时间间隔为0.1 s,利用刻度 尺测量得到x1=1.20 cm,x2=1.60 cm,x3=1.98 cm,x4=2.38 cm,x5=2.79 cm,x6=3.18 cm. (1)根据给出的实验数据,判断该实验小组使用的刻度尺的分度值为多少? (2)计算运动物体在B、C、D、E、F各点的瞬时速度. (3)试作出v-t图像,并由图像求物体的加速度.
刷提升
1.某同学用电火花计时器、直尺、铁架台等仪器测定重锤自由下落时的加速度,他进行了正确的 实验操作,在打出的多条纸带中选取了一条纸带,并根据有关数据计算出重锤打下各计数点时的速度, 为了减小误差,正确的方法是____C____.
由纸带可知,打C点时小车的速度vC=__0_._8_1_3__m/s(结果保留三位有效数字). (3)若实验时,电源频率略低于50 Hz,但该同学仍按50 Hz计算小车的速度,则测量得到的小车速度与真实速度相
比将__偏__大____ (填“偏大”“偏小”或“不变”).
解析
(1)打点计时器所用电源是电压合适的交流电源,它是计时器材,不需要停表;处
解析
(1)所列步骤中有错误的是A和D,应先接通电源,再放开纸带;实验结束后,先断开电源,再取下 纸带. (2)遗漏步骤:G.换上新纸带重复实验三次. (3)多余的步骤是E,故合理的步骤顺序为BFCADG.

高中物理教科版必修1 1.9测匀变速直线运动的加速度(课程教学设计)

高中物理教科版必修1 1.9测匀变速直线运动的加速度(课程教学设计)

测定匀变速直线运动的加速度教学设计思路:本节课是在讲完了加速度的概念和匀变速直线运动规律后,紧接着的一节学生实验课.加速度和匀变速直线运动的规律是本章的重点,学生在前面的理论学习后,正好利用本节课有一个亲身体会,也是对前面知识的一个应用,同时增强了实验技能的训练.本节课突出培养学生利用纸带上匀变速直线运动的位移求加速度的能力.各个学校的实验室都有本实验所需要的器材,所以采用教师讲解加学生动手实验的教学方法.教学过程中的关键环节之一是,推导匀变速直线运动连续相等时间内的位移之差等于at2, 解决的方法是学生自行推导的同时教师适当进行指导,最后教师再进行总体讲解.这样做的好处是,避免了以往那种单纯的教师讲学生听的被动学习方式,还使学生运用和巩固了前面所学的知识,并且使学生亲身体验、归纳总结了处理问题的方法.教学目标:1. 知识与技能:(1) 了解打点计时器的工作原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移).(2) 会使用打点计时器,会使用毫米刻度尺并会准确读数,能够利用纸带测定物体做匀变速直线运动的加速度的大小.(3) 知道测量误差和有效数字.(4) 会利用纸带求某点的瞬时速度值.2. 过程与方法:(1) 通过学生自己阅读打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力.(2) 通过实验培养学生获取信息,处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法.(3) 培养学生处理数据的能力,体验数学工具在物理学中的作用.3. 情感、态度与价值观:(1) 感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决问题中的指导作用,增强将物理知识应用于生活实际的意识.(2) 经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥妙.(3) 培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯.(4) 使学生体验到任何测量都会有误差,我们对自然界的任何探索都不可能绝对准确,这才是实事求是的科学态度.教学重点与难点:教学重点:1. 学会使用打点计时器.2. 能根据纸带计算物体匀变速直线运动的加速度.教学难点:纸带数据处理的方法.教学内容及变化:原教材利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,利用隔项逐差法计算物体的加速度.新教材在原教材的基础上,增加利用纸带求相应各点的瞬时速度及利用v-t图像求加速度两部分内容.教学手段与方法:探究实验课教学准备:电磁打点计时器学生电源导线纸带刻度尺投影仪教学流程:教学过程:教学进程教师活动学生活动设计意图媒体2分钟15分钟20分钟一、新课导入测定匀变速直线运动物体的加速度是一件很不容易的事情.我们能否用间接的方法去测定呢?学生思考.学生看书设疑引发学生思课本7分钟1分钟当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,位移很容易被记录下来.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间的仪器,我们可以通过用打点计时器测量位移和时间来计算物体运动的加速度.二、课堂活动请同学们阅读教材第 36 页附录中“打点计时器”的内容,请一位同学说一说打点计时器的工作原理.翻开教材第 33 页,让学生完成“讨论交流”中的五道题.教师适当进行指导.重点对第四题进行推导:t为五点计时时间间隔,即t=0.1s.(1)设Δx为任意两个连续相等时间间隔位移差可得后找同学回答.学生讨论得出结果.学生讨论、推导相邻逐差法x=at2教师指导学生推导分组隔项逐差法求加速度安装好实验装置学生分组实验.记录实验数据并计算得出结果.学生讨论,教师指导.学生思考后回答.考.培养学生的物理语言表达能力,对知识的归纳总结能力.创设合作环境,利于学生合作意识的形成培养学生实验操作的规范性.通过探究过程,最后落到探究结果上.复习前面的知识,注意新旧知识的联系.鼓励学生展示自己.黑板实验器材投影板书设计:。

2018—2019学年第一学期高三年级周考物理试题及参考答案

2018—2019学年第一学期高三年级周考物理试题及参考答案

2018—2019学年第一学期高三年级周考物理试卷本试卷分第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷两部分满分100分第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题(本题共12小题,共计48分。

在每小题给出的四个选项中,1~8题只有一项符合题目要求,每小题4分。

9~12有多项符合题目要求。

全选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1.做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( )A .动能B .速度C .加速度D .合外力2、2.如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G 的物体,在与斜面底边平行的水平推力F 作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中φ=45°,则 ( )A .推力F 一定是一个变力B .物体可能沿虚线向上运动C .物体与斜面间的动摩擦因数μ=33D .物体与斜面闻的动摩擦因数μ=633、(天体密度的计算)嫦娥五号探测器预计2017年在中国文昌卫星发射中心发射升空,自动完成月面样品采集,并从月球起飞,返回地球,带回约2 kg 月球样品.某同学从网上得到一些信息,如表格中所示.根据表格中数据,可以计算出地球和月球的密度之比为( )A.3∶2 B .2∶3 C .4∶1 D .6∶14.一辆质量为m 的汽车在平直公路上,以恒定功率P 行驶,经过时间t ,运动距离为x ,速度从v 1增加到v 2,已知所受阻力大小恒为F f ,则下列表达式正确的是( )A .x =v 1+v 22tB .P =F f v 1C.P v 1-P v 2=m v 2-v 1tD .Pt -F f x =12mv 22-12mv 215.科幻大片《星际穿越》是基于知名理论物理学家基普·索恩的黑洞理论,加入人物和相关情节改编而成的.电影中的黑洞花费三十名研究人员将近一年的时间,用数千台计算机精确模拟才得以实现,让我们看到了迄今最真实的黑洞模样.若某黑洞的半径R 约45 km ,质量M 和半径R 的关系满足M R =c 22G(其中c =3×108m/s ,G 为引力常量),则该黑洞表面的重力加速度的数量级大约为( ) A .108m/s 2B .1010m/s 2C .1012m/s 2D .1014m/s26.“双星体系”由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的半径远小于两个星球之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如图1所示,相距为L 的A 、B 两恒星绕共同的圆心O 做圆周运动,A 、B 的质量分别为m 1、m 2,周期均为T .若有间距也为L 的双星C 、D ,C 、D 的质量分别为A 、B 的两倍,则( )A .A 、B 运动的轨道半径之比为m 1m 2B .A 、B 运动的速率之比为m 1m 2C .C 运动的速率为A 的2倍D .C 、D 运动的周期均为22T 7.如图所示,半径为R 的光滑圆环竖直放置,N 为圆环的最低点.在环上套有两个小球A 和B ,A 、B 之间用一根长为3R 的轻杆相连,使两小球能在环上自由滑动.已知A 球质量为4m ,B 球质量为m ,重力加速度为g .现将杆从图示的水平位置由静止释放,在A 球滑到N 点的过程中,轻杆对B 球做的功为( ) A .mgRB .1.2mgRC .1.4mgRD .1.6mgR8.如图所示,劲度系数为k 的轻弹簧下端固定在地面上,上端与一个质量为m 的小球相连,处于静止状态.现用力F 将小球缓慢上移,直到弹簧恢复原长,然后撤掉该力,使小球从静止开始下落.小球下落过程中的最大速度为v ,不计空气阻力,重力加速度为g .下列说法正确的是( ) 图5 A .小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零B .撤掉力F 后,小球从静止下落到速度最大过程中,小球克服弹簧弹力所的功为m 2g 2k -12mv 2C .弹簧的弹性势能最大时小球的加速度为零D .小球缓慢上移过程中,力F 做功为m 2g 2k9.据报道,2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”,嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说,自2013年12月14日月面软着陆以来,中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作时间最长纪录.假如月球探测器在月球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个小球,经时间t 后小球回到出发点.已知月球的半径为R ,引力常量为G ,下列说法正确的是( ) A .月球表面的重力加速度为v 0tB .月球的质量为2v 0R2GtC .探测器在月球表面获得2v 0Rt的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D .探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为Rt v 010.如图所示,一个质量为m 的物体(可视为质点),以某一速度由A 点冲上倾角为30°的固定斜面,其加速度大小为g ,在斜面上运动的最大高度为h .则在此过程中,下列说法正确的是( ) A .物体动能损失了mgh2B .物体动能损失了2mghC .系统机械能损失了mghD .系统机械能损失了mgh211.如图所示,斜面AB 和水平面BC 是由同一板材上截下的两段,在B 处用小圆弧连接.将小铁块(可视为质点)从A 处由静止释放后,它沿斜面向下滑行,进入平面,最终静止于P 处.若从该板材上再截下一段,搁置在A 、P 之间,构成一个新的斜面,再将铁块放回A 处,并轻推一下使之沿新斜面向下滑动.关于此情况下铁块的运动情况,下列描述正确的是( )A .铁块一定能够到达P 点B .铁块的初速度必须足够大才能到达P 点C .铁块能否到达P 点与铁块质量有关D .铁块能否到达P 点与铁块质量无关12、一足够长的轻质绸带置于光滑水平地面上,绸带上放着质量分别为m A =1 kg 和m B =2 kg的A 、B 两物块,A 、B 与绸带之间的动摩擦因数都为μ=0.2,水平恒力F 作用在A 物块上,如图所示(重力加速度g 取10 m/s 2),若A 、B 与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则当F 逐渐增大时,A 、B 的加速度a A 和a B 随F 变化的图象正确的是( )第Ⅱ卷(非选择题共52分)二、实验题(每空2分,共14分)13.如图所示,某实验小组借用“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置,进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验:(1)使小车在砝码和托盘的牵引下运动,以此定量探究细绳拉力做功与小车动能变化的关系.①实验准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸及图所示的器材.若要完成该实验,必需的实验器材还有__ __.②为达到平衡摩擦力的目的,取下细绳和托盘,通过调节垫片的位置,改变长木板倾斜程度,根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动.③实验开始时,先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.这样做的目的是__ __(填字母代号).A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(2)连接细绳及托盘,放入砝码,通过实验得到下图所示的纸带.纸带上O为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1 s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G.实验时测得小车的质量为M=200 g,小车所受细绳的拉力为F=0.2 N.各计数点到O的距离为s,对应时刻小车的瞬时速度为v,小车所受拉力做的功为W,小车动能的变化为ΔE k.请补填表中空格(结果保分析上述数据可知:在实验误差允许的范围内__ __.(3)这个小组在之前的一次实验中分析发现拉力做功总是要比小车动能增量明显大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的__ __(填字母代号).A .在接通电源的同时释放了小车B .小车释放时离打点计时器太近C .平衡摩擦力时长木板倾斜程度不够D .平衡摩擦力时长木板倾斜程度过大(4)实验小组进一步讨论认为可以通过绘制v 2-s 图线来分析实验数据.请根据表中各计数点的实验数据在图中标出对应的坐标点,并画出v 2-s 图线.分析v 2-s 图线为一条通过原点的直线,直线的斜率如果在实验误差允许的范围内等于理论值,也可以得出相同的结论.这种方案中直线斜率表达式为k =__ __(用题目中相关物理量字母表示). 三、计算题(共38分)14.(10分)如图所示,质量m=2kg 的物体在沿斜面向上且大小F=24N 的拉力作用下,沿倾角为370的斜面由静止开始匀加速上升,已知物体与斜面间的动摩擦因数 0.5μ=,2S 后撤去拉力,斜面足够长,则:()210/,g m s = ()sin370.6,cos370.8︒=︒=(1)撤掉拉力后物体运动多长时间到达最高点? (2)4s 末物体距离出发点多远?15.(14分)如图所示,光滑水平面上置有一个质量为 2m ,高度为 h =1.25 m 的木板 A ,木板左侧相距S =2 m 处固定一厚度不计高度与木板相同的挡板,挡板与木板 A 在同一条直线上。

2018-2019学年高一物理 1.5 匀变速直线运动的规律(第1课时)教学案

2018-2019学年高一物理 1.5 匀变速直线运动的规律(第1课时)教学案

1.5 匀变速直线运动的规律 第一课时[目标定位] 1.掌握加速度的概念,能理解v 、Δv 、ΔvΔt 的区别,理解加速度的矢量性.2.能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动性质.3.能根据vt 图象分析、计算加速度.一、加速度1.定义:加速度是速度的改变量与发生这一改变所用时间的比值. 2.公式:a =ΔvΔt.3.单位:在国际单位制中,加速度的单位是米每二次方秒,符号是m/s 2. 4.物理意义:描述物体速度变化的快慢. 想一想:速度越大的物体,加速度一定越大吗?速度变化量越大的物体,加速度一定越大吗? 答案 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量,加速度等于速度变化量与发生这一变化量所用时间的比值;速度越大,可能是匀速直线运动,所以加速度不一定越大;速度变化量很大,由于不知道时间长短,所以无法确定物体加速度的大小. 二、加速度方向与速度方向的关系1.加速度是矢量(填“矢量”或“标量”),它不仅有大小,也有方向.其方向与Δv 的方向一致.2.在直线运动中,建立一个坐标系后,可以用一个带正、负号的数值把加速度的大小和方向都表示出来. 想一想:物体速度为正,加速度一定为正吗?答案 加速度的方向与速度的方向无关,速度为正,加速度可以为正,也可以为负. 三、从vt 图象看加速度1.通过速度—时间(vt )图象不但能够了解物体运动的速度随时间变化的规律,还能够知道物体的加速度.2.从速度—时间曲线的倾斜程度(即斜率大小)就能判断加速度的大小,倾斜程度越大,加速度越大.比值ΔvΔt 表示加速度.想一想:vt 图象中图线的“陡”和“缓”与加速度有什么关系?答案 vt 图象中图线的倾斜程度反映了物体加速度的大小,图线越“陡”,表明加速度越大;图线越“缓”表明加速度越小.一、对加速度的理解1.物理意义:加速度a 表示物体速度变化快慢,也叫速度对时间的变化率. 2.对加速度概念的进一步理解:(1)a =ΔvΔt 是用比值定义法定义的物理量.加速度a 的大小与Δv 、Δt 大小无关,因此不能说a 与Δv 成正比,与Δt 成反比. (2)加速度a 与速度v 无直接关系.①v 大,a 不一定大.比如:匀速飞行的飞机速度很大,但加速度却为零;v 小,a 也不一定小,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v 可以看做零,这时加速度却很大.②速度变化Δv 大,加速度a 也不一定大,比如:列车由静止到高速行驶,速度变化量很大,但经历时间也长,所以加速度并不大.(3)速度变化得快,即ΔvΔt大,表示单位时间内速度变化大,加速度才大.3.加速度是矢量,它的方向总是与速度变化量Δv 的方向一致,但与速度的方向没有必然联系.在加速直线运动中:v >v 0,Δv =v -v 0>0,则a >0,与初速度方向相同; 在减速直线运动中:v <v 0,Δv =v -v 0<0,则a <0,与初速度方向相反. 例1 关于速度、速度改变量、加速度,正确的说法是( ) A .物体运动的速度改变量越大,加速度一定越大 B .速度很大的物体,其加速度可能很小,但不能为零 C .某时刻物体速度为零,其加速度可能很大 D .加速度很大时,运动物体的速度一定很大解析 根据a =ΔvΔt ,物体运动的速度改变量越大,由于时间未知,所以加速度也不一定大,A 错误;速度很大的物体,其加速度可能很小,飞机飞行的速度很大,加速度却可能为零,B 错误;某时刻物体速度为零,其加速度可能很大,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v 可以看做零,这时加速度却很大,C 正确,D 错误. 答案 C借题发挥 加速度大小反映了物体速度变化的快慢,而非速度变化的大小.例2 (2013四川绵阳期末)一物体做速度均匀变化的直线运动,某时刻速度的大小为 4 m/s,1 s 后速度的大小变为10 m/s ,则在这1 s 内该物体的( )A .速度变化的大小可能小于4 m/sB .速度变化的大小可能大于10 m/sC .加速度的大小可能小于4 m/s 2D .加速度的大小可能大于10 m/s 2解析 若两速度方向相同,物体的速度均匀增加,Δv =6 m/s ,则a =6 m/s 2;若两速度方向相反,取初速度的方向为正方向,则v =-10 m/s ,Δv =v -v 0=(-10-4) m/s =-14 m/s ,所以a =v -v 0t =-10-41m/s 2=-14 m/s 2,负号说明加速度的方向与初速度方向相反,故B 、D 正确. 答案 BD借题发挥 v 0、v 、a 都是矢量,所以一定要考虑三者的方向,另外Δv =v -v 0也是矢量,与a 的方向相同. 加速度的正、负表示加速度的方向.若加速度的方向与规定的正方向相同,则加速度为正;若加速度的方向与规定的正方向相反,则加速度为负. 二、加速度对运动的影响1.加速度的大小决定物体速度变化的快慢:2.加速度方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速: (1)加速度a 与速度v 0同向时,物体做加速运动; (2)加速度a 与速度v 0反向时物体做减速运动.例3 根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断正确的是( ) A .v 0>0,a <0,物体做加速运动 B .v 0<0,a <0,物体做加速运动 C .v 0<0,a >0,物体做减速运动 D .v 0>0,a >0,物体做加速运动解析 物体运动的速度、加速度的方向是任意规定的,当速度的方向和加速度的方向相同时,做加速运动;方向相反时做减速运动.不能只根据加速度的正、负来判断物体是做加速运动还是做减速运动.正确答案是B 、C 、D. 答案 BCD借题发挥 物体存在加速度,表明物体在做变速运动,但是不一定是做加速运动;判断物体是加速还是减速的依据是看加速度与速度是同向还是反向.针对训练 (2013河北高一月考)物体M 的加速度是+3 m/s 2,物体P 的加速度为-5 m/s 2,下列说法正确的是( )A .物体M 的加速度比物体P 的加速度大B .物体P 的速度变化比物体M 的速度变化快C .物体M 的速度一定在增大D .物体P 的速度可能在减小解析 加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度大,速度变化快,加速度是矢量,正负表示加速度的方向,物体M 的加速度小于物体P 的加速度,所以物体P 的速度变化快,故A 错误,B 正确;判断物体做加速运动还是减速运动,是根据速度的方向与加速度的方向关系进行判断的,由于不知道初速度的方向,所以两物体的运动情况无法判断,故C 错误,D 正确. 答案 BD三、vt 图象的应用 1.利用斜率求加速度如图141所示的vt 图象中,图线的斜率在数值上等于质点运动的加速度.在vt 图象取两个点(t 1,v 1)、(t 2,v 2),根据a =ΔvΔt(即图象的斜率)可确定加速度.图141(1)斜率ΔvΔt的绝对值表示加速度的大小.同一坐标系中斜率越大,加速度越大;斜率越小,加速度越小.如图142所示,甲物体a 的加速度大于物体b 的加速度.如图乙,vt 图象为曲线,切线的斜率表示那一时刻的加速度.乙图中切线斜率越来越小,表示加速度a 越来越小,物体做加速度减小的加速直线运动.图142(2)加速度的方向:ΔvΔt 的正、负可以表示加速度的方向.2.由vt 图象判断物体的运动性质随着时间的推移,若图线远离时间轴,v 的数值在增大,说明物体做加速直线运动.若图线靠近时间轴,v 的数值在减小,说明物体做减速运动.如图143,0~t 0内物体做减速直线运动,t >t 0时,物体做加速直线运动.图143例4 如图144所示为某物体做直线运动的vt 图象,试求0~1 s 、1~3 s 、3~4 s 各段加速度的大小和方向,并分析各时间段内的运动性质.图144解析 在0~1 s 内,加速度a 1=Δv 1Δt 1=4 m/s 2,方向为正,质点的速度均匀增加;在1~3 s 内,加速度a 2=Δv 2Δt 2=-43-1 m/s 2=-2 m/s 2,方向为负,物体的速度均匀减小;在3~4 s 内,加速度a 3=Δv 3Δt 3=-24-3 m/s 2=-2 m/s 2,方向为负,物体的速度均匀增加.答案 见解析对加速度的理解1.(2013~2014广西高一期中)下列关于加速度的描述中,正确的是( ) A .加速度在数值上等于单位时间内速度的变化 B .加速度是标量,正负表示大小C .速度变化量的方向为正,加速度方向为负是可能的D .速度变化越来越快,加速度越来越小解析 加速度是反映速度变化快慢的物理量,数值上等于单位时间内速度的变化量,故A 正确;加速度是矢量,正负表示方向,故B 错误;速度变化量的方向与加速度方向始终相同,故C 错误;加速度是反映速度变化快慢的物理量,速度变化越来越快,则加速度越来越大,故D 错误. 答案 A2.长征三号乙运载火箭搭载“嫦娥三号”点火升空时,如图145所示,经过3 s 速度达到42 m/s ,设火箭上升可看做匀加速运动,则升空时的加速度为________m/s 2;再经过________s ,速度可以达到70 m/s.图145解析 由题目可知,火箭的初速度为0,由加速度的定义可知:a =v -v 0t =42-03m/s 2=14 m/s 2火箭速度从42 m/s 增大到70 m/s ,需要的时间为t ′=v -v 0a =70-4214s =2 s答案 14 2加速度对运动的影响3.雨滴从高空由静止下落,由于受到空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是( )A .速度也减小,加速度为零时,速度最小B .速度继续增大,加速度为零时,速度最大C .速度的变化率越来越小D .速度与加速度的方向相反解析 雨滴做加速直线运动,加速度方向和速度方向相同,只要加速度不为零,速度就增大,加速度减到零时,雨滴速度最大,之后变为匀速,A 、D 错,B 对;加速度即为速度的变化率,加速度减小,所以速度的变化率也减小,C 正确. 答案 BC4.(2013四川乐山期中)关于速度和加速度的说法正确的是( ) A .甲物体比乙物体速度大,则甲的加速度一定比乙的大 B .甲物体的加速度比乙物体大,则甲一定比乙的速度变化快 C .加速度逐渐减小,而速度逐渐增大是不可能的 D .可能存在加速度方向不变,而速度方向改变的情况 答案 BDvt 图象的应用5.如图146所示,是一个物体向东运动的速度图象.由图可知在0~10 s 内物体的加速度大小是________,方向________,物体做________运动;在10 ~40 s 内物体的加速度为________,物体做________运动;在40~60 s 内物体的加速度大小是________,方向________,物体做________运动.图146解析 由题图可知,在0~10 s 内,物体做加速直线运动,加速度a 1=30-010-0 m/s 2=3 m/s 2;在10~40 s 内,物体做匀速直线运动,a 2=0;在40~60 s 内,物体做减速直线运动,a 3=0-3060-40m/s 2=-1.5 m/s 2.a 1为正,说明a 1方向与初速度方向相同,向东;a 3为负,说明a 3方向与初速度方向相反,向西.答案 3 m/s 2向东 加速直线 0 匀速直线 1.5 m/s 2向西 减速直线。

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⑹描点时最好用坐标纸,在纵、横坐标轴上选取适合的单位,用细铅笔认真描点。
6.误差分析
⑴电压频率不稳定引起打点误差
⑵测量个 时产生误差
⑶木板粗糙程度不同,导致摩擦不均匀产生的误差
⑷作 图像时单位选择不合适或描点不准确产生误差
7.误差和有效数字
在初中阶段学习长度的测量的时候,我们就已经认识过误差与错误的区别。现在做一回忆。
在实验中,测量时要按照有效数字的规则来读数,运算时现阶段只取两位和三位有效数字就可以了。
小结:
本节课练习了打点计时器的使用,以及用三种不同的方法处理实验数据,最后得到加速度;同时,还回忆了误差与错误的区别以及学习了怎么减小误差和有效数字的相关知识。
七、作业布置:
《5.3》P50基础过关2、5、6、8、9、10题。
今天,我们来证明不连续相等的时间内的位移差。
某物体做匀变速直线运动,其初速度为 ,加速度为 。
其在 时刻通过的位移为
其在 时刻通过的位移为
其在 时刻通过的位移为
其在 时刻通过的位移为
那么,其在第1个 内的位移
其在第2个 内的位移
其在第3个 内的位移
其在第4个 内的位移
则,第4个 内的位移与第1个 内的位移之差
②存疑数字:通过估读得到的那部分数字。
③有效数字:测量结果中能够反映被测量大小的带有一位存疑数字的全部数字。
在有效数字中,3.2、3.20、3.200的含义是不同的,它们分别代表两位、三位、四位有效数字。3.2表示最末一位数字是估读的,而3.20和3.200则表示最末一位数字是0是估读的。因此,小数后的零是有意义的,不鞥随便舍去或添加。对于小数,如0.92、0.085、0.0032都是两位有效数字,非零数字前面的零是表示小数点位置的,不是有效数字。对于大的数目如 ,就表示三位有效数字,如写成 就表示四位有效数字。
测定匀变速直线运动的加速度
课题
பைடு நூலகம்测定匀变速直线运动的加速度
课时
1课时
考点、知识点
1.能利用 求速度。
2.能利用逐差法求加速度。
学习目标
1.会正确使用打点计时器和计算加速度
2.了解误差和有效数字
3.通过介绍原理和操作,让学生掌握逐差法、用瞬时速度、 图像法求解加速度的方法。
重、难点
重点:1.实验装置的介绍以及实验步骤
,学生演算。
引导学生归纳总结
介绍实验装置
教师规范作图分析
教师采用PPT展示,并分析讲解。
教师引导学生自学,并重点点拨偶然误差和系统误差的区别以及有效数字位数的确定方法。
学生活动:
1、认识打点计时器,回忆其概念、分类、打点频率、周期、计时点、计数点。
2、若前面没有讲解打点计时器的,先预习。
3、学生在草稿上进行推导,分析、归纳。
教师给出纸带,在教师指导下求出速度。
观看PPT介绍
抽两名同学共同完成
理解分析,做好笔记
阅读自学,教师给出几组数据,抽部分学生回答问题。
教师创设一个情景:某物体做匀变速直线运动,其初速度为 ,加速度为 。
同理可计算得,
以上各式相加可得
因此,
用逐差法计算加速度,每个数据得以充分利用,从而减少了误差。
⑵求瞬时速度法
在第六节,我们讲解了一个推论:匀变速直线运动中,某段时间 内的中点时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度,即 。
而在本实验中, ( 为时间间隔相邻两段内的位移)。
求出六个点的瞬时速度后,可以利用匀变速直线运动速度与时间的关系 求出加速度。
b.利用逐差法计算出小车的加速度。
c.利用求瞬时速度的方法求出小车的加速度。
d.将纸带从分界点剪断,将剪得的几段纸带按顺序贴在坐标中,可得到一条表示 图的图线(如图2),即可通过该图像求加速度。
图2
5.实验注意事项
⑴开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
⑵先接通电源,计时器工作稳定后,再放开小车,当小车停止运动时要及时断开电源。
d.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动。于是,打点计时器就在纸带上打出一系列的点。换上新的纸带,重复实验三次。
4.实验数据处理
a.为了使计算方便,我们每隔4个点取一个计数点(如图2所示),连续取6个点,用刻度尺测出相邻两个点之间的距离,分别记为 、 、 、 、 、 。
②偶然误差
a.产生:由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。
b.特点:测量值与真实值相比有时偏大,有时偏小,并且偏大和偏小的概率相同。
c.减小方法:多次重复测量求平均值。
既然测量有误差,那么测得的数值只能是近似数。因此,在高中物理有必要掌握有效数字的相关知识。
⑵有效数字
①可靠数字:通过直接读数获得的准确数字。
3.实验步骤
a.如图1所示,把一段装有定滑轮的长木板平放在实验桌上。并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在没有滑轮的一端,连接号电路。
图1
b.把细绳拴在小车上,并在另一端挂上适当的钩码,使滑轮跨过定滑轮,调整装置,使小车能在长木板上平稳地加速滑行。
c.把纸带穿过打点计时器,并在其另一端固定在小车后面。
⑶要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞,在小车到达滑轮处前及时用手按住它。
⑷牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移无多大差别,从而使误差增大;加速度的大小以能在 长的纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。
⑸要区别计时器打出的计时点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为 。
误差是指在测量中,测量值与真实值之间的差异。错误是由于操作不当或错误操作造成的。误差是不能避免的,错误是可以避免的。
⑴误差的分类
①系统误差
a.产生:仪器本身不精确、实验方法粗略或实验原理不完善产生的。
b.系统误差的特点:多次重复测量时,测量值总是大于(或小于)真实值。
c.减小系统误差的方法:校准测量仪器(或使用更精密测量仪器),改进实验方法,完善实验原理等。
2.能利用 求速度。
3.能利用逐差法求加速度。
难点:用逐差法处理实验数据
学习环节和内容
学生活动建议
教师活动建议
调整记录
1.实验目的
⑴利用打点计时器求解小车运动的加速度
⑵了解误差和有效数字
2.实验原理
⑴逐差法
在第六节,我们证明了做匀变速直线运动的物体在任意两个连续相等的时间内位移差为定值。设加速度为 ,连续相等的时间为 ,位移差为 ,则 。
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