高中物理第9节 测定匀变速直线运动的加速度优秀课件

解析 小车做匀变速直线运动，根据运动规律有：平均速度
等于中间时刻的瞬时速度，所以打 C 点时小车的瞬时速度等
于 AE 距离的平均速度，所以 vC＝AC＋C4DT ＋DE
＝0.145
6＋0.111 5＋0.137 4×0.1 s
3
m＝0.986
m/s；
在计算加速度时，为使得到的实验数据更准确，应该采用逐
生原因可分为系统误差和偶然误差.
(1)系统误差 ①产生原因：由于仪器本身 不精确
或实验方法 粗略
或实验原理 不完善 产生的.
②特点：当屡次重复测量时，测量值总是同样的 偏大 或 偏小 .
③减小方法：准测量 仪器 ，改进实验 方法 ，完善实
验 原理 .
(2)偶然误差 ①产生原因：由于各种偶然因素对实验者、 测量仪器、被测
三、实验步骤
1.如下图，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， 然后把纸带穿过打点计时器，并固定在小车的后面. 3.把小车停在靠近打点计时器的位置，先 接通电源 ， 后
运动的加速度的实验
一、实验原理
1.打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的 位置.
2.纸带上某点的瞬时速度一般用段时间内的
平均速度代
替.
3.用描点法画出小车的v－t图像.小车的加速度等于图像的 斜率 .
二、实验器材
打点计时器、 交流电源
、纸带、一端附有滑轮
的长木板、小车、细绳、钩码、 刻度尺 、坐标纸.
例题解析
例1.某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打 点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条 纸带如下图.他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点， 在这个点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明 C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E.测量时发 现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56 cm，CD长为 11.15 cm，DE长为13.73 cm，那么打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/s2，AB 的距离应为 cm.(保存三位有效数字)
3.作出小车运动的v－t图像 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致布满 坐标纸. (2)描点：在坐标纸上描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.
五、本卷须知
1.打点前，应使小车靠近 打点计时器. 2.打点时应先 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，舍弃掉开头点迹密集局部， 适中选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所 选的时间间隔T为多少.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.
5.在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，
应使图像尽量布满坐标纸.
6.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 舍去 .
六、误差和有效数字
1.误差：测量值与 真实值 之间的差异叫做误差，误差按产
个点，并选取其以后各连续的点作为计数点
(2)图乙是某同学在实验中得到的一条较为理想的纸带.把 开头几个模糊不清的点去掉，以较清晰的某一个点作 为计数点1，随后连续的几个点依次标记为点2、3、4. 测量出各点间的距离已标在纸带上，打点计时器的打 点周期为0.02 s.打点计时器打出点2时重物的瞬时速度 为_____0_.m38/s5，重物做自由落体运动的加速度的值约为 _____9m.5/s02.(结果保存3位有效数字)
物理量 的影响而产生的. ②特点：测量值和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：屡次测量求 平均值.
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 得到的数字. (3)有效数字：带有一位 存疑数字 的全部数字. (4)但凡用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出 仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一 位(存疑数字). (5)运算结果一般可用2～3位有效数字表示.
__释__放__小___车__，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带
上打下一串小点，随后立即关闭电源.换上新纸带，重复操 作两次.
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，如下
(2)电源频率低于50 Hz时，假设仍按照50 Hz计算， 那么测出的速度值将比真实值________。(选填“大〞 或者“小〞)
【解析】 (1)v2＝x21T3＝（5.40－21×.200.） 1 ×10－2 m/s＝0.21 m/s v4＝x23T5＝（12.00－2× 5.400.1）×10－2 m/s＝0.33 m/s 根据各速度值作 v-t 图如图所示
• 例3 某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规 律〞这一实验，利用如图6甲所示的装置测量重物 做自由落体运动的加速度.
• (1)对该实验装置及操作的要求，以下说法正确的选项 B是C___(填写字母序号).
• A.电磁打点计时器应接220 V交流电源 • B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上 • C.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止 • D.操作时，应先放开纸带后接通电源 • E.为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一
图.(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)计算方法：时间间隔很ห้องสมุดไป่ตู้时，可用某段时间的平均速度 表示这段时间内某一时刻的瞬时速度，即 vn＝xn＋2Txn＋1.例 如，图中计数点 4 的瞬时速度 v4＝x42＋Tx5，其中 T＝0.1 s.
(2)设计表格并记录相关数据
计数点 0 1 2 3 4 5 6 7 时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(m·s－1)
差法.a1＝CD2－T2AB，a2＝DE2－T2BC， 求平均值得a＝2.58 m/s2，
小车做匀变速直线运动，相等的时间间隔位移增量相等，
也就是有Δx＝DE－CD＝CD－BC＝BC－AB，所以代入数
据得AB＝5.99 cm.
例2．在“探究小车速度随时间变化的规律〞的实验 中，电火花打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图甲中所示，在纸带上 选择标为0～6的计数点，相邻两个计数点间还有四
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别 为x1，x2，x3，x4…，假设Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4 －x3＝…，那么说明物体在做匀变速直线运动，且 Δx＝aT2
5、怎样求物体运动的加速度？又怎样通过对有关物理量 进行测量，得出匀变速直线运动的加速度？
(1)图像法
xn＋xn＋1
①先根据“平均速度〞法求出各计数点的速度vn＝ 2T.
答案：匀速直线运动
• 2、怎样通过纸带求物体在某段时间内的平 均速度？
• 3、用如图的所示的纸带求物体在计数点b、 c、d、e、f位置时的瞬时速度。
• 4、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？
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的 速度分别为v1，v2，v3，v4，…，假设v2－v1＝v3－ v2＝v4－v3＝…，那么说明物体在相等时间内速度的 增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动。
(2)当电源的频率为 50 Hz 时，打点计时器每隔 0.02 s 打一个 点；当交流电源的频率低于 50 Hz 时，打点的时间间隔将大于 0.02 s，若计算速度时仍按 0.02 s 计算，由 v＝Δ Δxt 可得，测出的速度 值大于真实值。
【答案】 (1)0.21 0.33 v-t 图见解析 (2)大
谢谢观看
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
xn＋1－xn
①xn＋1－xn＝aT2 得a＝ T2 ，其中T为两计数点之间的时
间间隔.
②逐差法
假设纸带上选出多个计数点，可用逐差法求加速度a＝
x6＋x5＋x4－x3＋x2＋x1 9T2
请根据以上的交流讨论 设计一个测匀变速直线
个计时点未画出，纸带旁边并排放着毫米刻度尺， 零刻度点跟0计数点对齐。
(1)请你根据放大的图片计算出打2和4两个计数点时 的速度v2＝________ m/s、v4＝________ m/s(均保存2 位有效数字)，v1＝0.15 m/s，v3＝0.22 m/s，v5＝0.39 m/s，请根据数据在图乙上作vt图。
第9节 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.会利用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. • 5.了解误差和有效数字.
讨论交流〔必修1教材36页〕
• 1、如图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？