2011高考物理总复习实验专题教案测定匀变速直线运动的加速度含练习使用打点计时器1
实验1:测定匀变速直线运动的加速度
实验一:研究匀变速直线运动,测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器) 实验原理1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s 打一次点(由于电源频率是50Hz ),纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若2132........s s s s s ∆=-=-==恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
右图为打点计时器打下的纸带。
选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O ,然后(每隔5个间隔点)取一个计数点A 、B 、C 、D …。
测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以:求任一计数点对应的即时速度v :2Ts s 1)(n n ++==v v n ;如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ) 3.由纸带求物体运动加速度的方法: (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a :如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度:即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=(T为相邻两计数点间的时间间隔)求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++=再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。
(3)用v-t 图法:即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ;求出打第n 点时纸带的瞬时速度,再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度,画出如图的v-t 图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。
2011届高考物理专题综合复习教案8实验研究匀变速直线运动
第二部分实验:研究匀变速直线运动知识要点梳理实验目的1.练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动。
2.掌握判断物体是否作匀变速运动的方法。
3.测定匀变速直线运动的加速度。
4.能利用“逐差法”求加速度。
实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、开关及导线实验原理1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图所示,0、1、2、.…为时间间隔相等的各计数点,为相邻两计数点间的距离,若 (常量),即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
2.由纸带求物体运动加速度的方法(1)用“逐差法”求加速度即根据 (T为相邻两计数点间的时间间隔)求出,再算出平均值即为物体运动的加速度。
(2)用图象求加速度即先根据求出打第n点时纸带的瞬时速度,然后作出图象,图线的斜率即为物体运动的加速度。
实验步骤1.按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,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。
2.把细绳的一端固定在小车上,跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上,用手拉住小车。
3.先接通电源,后放开小车,让小车运动,这样打点计时器就在纸带上打下一系列点,取下纸带,更换新纸带,至少重复3次。
4.选打点清晰的纸带进行研究,舍去开头比较密集的点,确定好计数始点,每隔4个计时点取一个计数点,使时间间隔为T=0.1s。
5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离。
用逐差法计算加速度的值,最后求其平均值(计算出各计数点对应的瞬时速度,作出图象,求得直线的斜率即为物体运动的加速度)。
实验方法攻略数据处理1.从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。
为了计算方便和减小误差,通常用连续打五个点的时间作为时间单位,即T=0.1 s。
物理:利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度(实验教案)
利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度(实验教案)一、介绍两种计时器、构造及原理及使用注意事项二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器,纸带,刻度尺,导线,电源,复写纸,小车三、实验步骤(1)把计时器固定在桌子上,检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确的穿好,墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。
(2)把计时器上的电源插头插在交流4V-—-6V电源插座上.(3)按下开关,用小车水平的拉动两条纸带,纸带上就打下一列小点。
(4)取下纸带,从能看得清的某个点开始,数一数纸带上共有多少个点。
如果共有n个点,点子的间隔数就为n-1个,用t=0。
02(n-1)s计算出纸带的运动时间t.(5)用刻度尺测量一下,打下这些点,纸带通过的距离s有多长。
(6)利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。
把测量和计算的结果填入表1中.1(7)在纸带上找出连续的6个点,分别标上记号o、a、b、c、d、e。
用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5(如图所示)把数据填入表2中。
根据这些数据,运用你学过的知识,判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动,并把判断的结果和理由写清楚。
表2四、实验数据处理的方法1如果把这些平均速度看成各段时间中点时刻的瞬时速度,立即就可以看出,这辆小车每经过相等的时间(0.1s),速度变化相等。
小车做匀变速直线运动,其加速度大小为a=____________2、也可以用所计算的速度值,描绘出速度图像,利用图像斜率计算加速度五、注意事项:(1)将打点计时器固定在桌子上,以免在拉纸带时晃动它,并要轻轻试拉纸带,应无明显阻滞现象,同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。
必要时,可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。
(2)若纸带上出现双点或漏点现象,可通过适当调整振动片的长度予以纠正,若纸带上出现拖痕和点迹不清,应调整振针长度。
六、课后思考通过打点计时器得到的一条打点纸带上,如果点子的分布不均匀,那么,是点子密集的地方运动速度比较大,还是点子稀疏的地方运动速度比较大?。
2011届高考一轮复习教案4实验研究匀变速直线运动
第4讲实验:研究匀变速直线运动教学目标1.练习使用打点计时器,学会通过纸带研究物体的运动情况.2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3.测定匀变速直线运动的加速度.重点:理解实验原理,掌握纸带问题的处理方法.难点:纸带问题中各物理量之间的关系及求法.知识梳理一、实验目的1. 练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动.2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3.会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度.二、实验原理1.打点计时器(1)作用:计时仪器,每隔0.02s打一次点.(2)工作条件:电磁打点计时器:6 V以下交流电源电火花计时器:220 V交流电源(3)纸带上点的意义:①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置;②通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断物体的运动情况.2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4……为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如△x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=……=常数,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动.3.由纸带求物体运动速度的方法根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度v n=(x n+x n+1)/2T4.由纸带求物体运动加速度的方法(1)利用△x=aT2(2)利用X m-X n=(m-n)aT2(3)利用“逐差法”求加速度. “逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据,以减小偶然误差.设T为相邻两计数点之间的时间间隔,则:a1=(x4-x1)/3T2 ,a2=(x5-x2)/ 3T2,a3=(x6-x3)/ 3T2加速度的平均值为:a=(a1+a2+a3)/3(4) 用v-t图象求加速度:求出打各个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v-t图象,图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度.三、实验器材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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸.四、实验步骤1. 把带有滑轮的长木板平放在实验桌上,把滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,并把打点计时器连接在电源上。
3. 2匀变速直线运动的实验探究教案
第二节匀变速直线运动的实验探究教案一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理设物体做匀加速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有<见第二章的习题)△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3>+(s3-s2>+(s2-s1>=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见,测出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材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。
四、实验步骤<1)按教材191页图实-10所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸处桌面。
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。
<2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码。
把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。
<3)把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。
换上新纸带,重复实验三次。
<4)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点子,在后边便于测量的地方找一个开始点。
为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T=0.02×5=0.1s。
在选好的开始点下面标明A,在第六点下面标明B,在第十一点下面标明C,在第十六点下面标明D,……,点A、B、C、D……叫做计数点,如图所示。
两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……s1 s2 s3A B C D<5)测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度,把测量结果填入下表1中。
<6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。
1.9测定匀变速直线运动的加速度学案含解析
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.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.一、实验原理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.图12.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 +12T②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 2,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.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.三、实验步骤1.如图2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.图22.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的位置,先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源.换上新纸带,重复操作三次.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,如图3所示.(相邻两点间还有4个点未画出)图32.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)9T 2.五、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,打点计时器正常工作后,再放开小车,当小车停止运动时要及时断开电源.3.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s.4.描点时最好用坐标纸,在纵、横坐标轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点.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:当多次重复测量时,测量值总是同样的偏大或偏小.③减小系统误差的方法:校准测量仪器,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减小偶然误差的方法:多次测量求平均值.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)凡是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.一、实验操作例1在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,某同学进行了以下实验操作步骤,试找出其中错误和遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G).A.拉住小车,将小车移到靠近打点计时器的一端后,放开小车,再接通电源B.将打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,并接好电路C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适当的钩码D.取下纸带,再断开电源E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔F.从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析错误和遗漏:①________________________________________________________________________;②________________________________________________________________________;③G.________________________________________________________________________;正确的步骤顺序为________________________.答案①A中应先接通电源,再放开小车②D中应先断开电源,再取下纸带③换上新纸带,重复操作两次BCEADGF二、利用v-t图像法求加速度例2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4甲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.(3)以A点为计时起点,在图乙所示坐标系中画出小车的速度—时间关系图线.图4(4)计算出的小车的加速度a=________ m/s2.答案 (1)弹簧测力计 (2)0.1 0.864 (3)见解析图 (4)0.64(±0.01)解析 (2)v D =x 3+x 42×5T =0.083 3+0.089 52×0.1 m /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 =ΔvΔt =0.64(±0.01) m/s 2.1.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.三、利用逐差法求加速度若纸带上有相邻的7个计数点,相邻的位移为x 1、x 2、…、x 6,则a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,则a =a 1+a 2+a 33=(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)9T 2. 其中T 为相邻两个计数点间的时间间隔,这样使所给的数据得到了有效利用,达到了减小误差的目的.例3 如图5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.图5(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)各位移差与平均值最多相差________ cm ,即各位移差与平均值最多相差________ %.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).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 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)9T 2≈1.58 m/s 2.1.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,下列说法正确的是( ) A .通过调节,使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上 B .坐标轴单位长度越小越好C .开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带D .钩码的质量越大越好 答案 AC解析 实验中调节滑轮的高度使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上,所以A 正确;要适当地选取坐标轴的单位长度使图像尽量分布在较大的坐标平面内,B 错误;开始前要先接通电源后松开纸带,打完点要先断开电源后取纸带,这样可以使实验更精确,所以C 正确;钩码的质量要适中,不要太大也不要太小,D 错误.2.某同学学习了“自由落体运动”后,想到既然自由落体也是匀变速直线运动,那就可以设计一自由落体运动来测量自由落体加速度g .于是和同学合作,按照如图6甲所示的装置来进行试验.图6(1)实验室中电火花计时器是____________仪器.(2)该同学实验时让重物从静止下落,并且测量了第1、2点的间距接近________ mm ,就可以确保重物做的是自由落体运动.(3)做完实验,选择了一条纸带,并截取了中间某一段,如图乙,已知时间间隔为T .则测量C 点速度v C =______,重力加速度g =________________.(写表达式)(4)另一同学计算了其中连续5个点的速度,如下表,请在图丙中描绘出该运动的v -t 图像.通过图像得出重力加速度g =________m/s 2,产生偏差的原因_________________________. 答案 (1)计时 (2)2 (3)x 2+x 32T (x 4+x 3)-(x 1+x 2)4T 2(4)见解析图 9.71 受到阻力的作用 解析 (1)电火花计时器是计时仪器.(2)根据x =12gt 2=12×9.8 m/s 2×(0.02 s)2≈2 mm 知,测量了第1、2点的间距接近2 mm ,可以确保重物做的是自由落体运动.(3)C 点的瞬时速度为v C =x 2+x 32T ;根据Δx =gT 2,运用逐差法得,g =(x 4+x 3)-(x 1+x 2)4T 2.(4)速度—时间图像如图所示.重力加速度g =ΔvΔt ≈9.71 m/s 2,产生偏差的原因是受到阻力的作用.课时作业一、选择题(1~2为单选题,3~4为多选题)1.在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,下列说法不正确的是( ) A .纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 B .使用刻度尺测量长度时,要进行估读 C .作v -t 图像时,所描曲线必须经过每一个点 D .在数据处理时,常用公式法和图像法 答案 C解析 实验中可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点,但相隔四个点取计数点时的时间间隔为0.1 s(打点频率为50 Hz),计算时更方便,A 对;使用刻度尺测量长度时,要进行估读,B 对;作v -t 图像时,应使尽量多的点落在线上,离线较远的点大胆舍弃,C 错;处理数据时,常选择公式法和图像法,D 对.2.在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,下列说法正确的是( ) A .小车在钩码的牵引下运动时只需打一条纸带,然后进行数据处理 B .为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点C .为了便于测量,应舍掉开头一些过于密集的点,找一个适当的点当作计时起点D .两相邻计数点间的时间间隔必须是0.1 s 答案 C解析 小车在钩码的牵引下运动时,需要采用多次测量,打出多条纸带,进行数据处理,有利于减小误差,故A 错误;纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,找一个适当的点当作计时起点,故B 错误,C 正确;选取计数点,可增加测量距离,减小测量过程所产生的误差,两相邻计数点间的时间间隔不一定取0.1 s ,故D 错误. 3.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 答案 BC解析 打点计时器应固定在长木板上没有滑轮的一端,A 错误;钩码个数太少,打点密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来较大的实验误差,D 错误.4.如图1为“探究自由落体运动的加速度”的实验装置,下列说法正确的是( )图1A .实验时应选用密度大、体积小,并且下端有橡胶垫的重物B .实验时,当松开纸带让重物下落的同时,要立即接通电源C .要选用第1、2点间距离拉近2 mm 的纸带D .实验过程中重物受到空气阻力和限位孔与纸带间的摩擦阻力等作用,所求加速度的值与实际值有偏差 答案 ACD解析 为了减小空气阻力的影响,在选择重物时,要选择密度大的实心金属球,即选择质量大、体积小的重物,选项A 正确;如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会使实验产生较大的误差,选项B 错误;重物做自由落体运动,根据h =12gt 2,t =0.02 s ,代入数据解得h ≈0.002 m ,即接近2 mm ,选项C 正确;由于重物受到空气阻力和限位孔与纸带间的摩擦阻力等作用,所求加速度的值与实际值有偏差,选项D正确.二、非选择题5.(1)在做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,给你以下器材:电磁打点计时器、电池组、纸带、复写纸、小车、钩码、细绳、一端附有定滑轮的长木板.其中不需要的器材是________,还需要增添的器材有____________.(2)关于“测定匀变速直线运动的加速度”这一实验,下列说法正确的是________.A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低B.在释放小车前,小车应靠近打点计时器C.应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放小车D.打点计时器应接在低压直流电源上E.小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行F.作v-t图像时,应先描点后连线,并且要把描出的所有点都连接起来答案(1)电池组低压交流电源、刻度尺(2)BCE解析(1)电磁打点计时器使用低压交流电源,所以不需要的器材是电池组.为了得到小车的运动规律,还需要刻度尺来测量计数点之间的距离,所以还需要低压交流电源、刻度尺.(2)长木板不能侧向倾斜,但是可以一端高一端低,故A错误;在释放小车前,小车应尽量靠近打点计时器,以能在纸带上打出更多的点,有利于实验数据的处理和误差的减小,故B正确.实验中应先接通电源然后释放小车,故C正确.打点计时器应接在低压交流电源上,故D错误;小车运动时要保持纸带与打点计时器平面、木板平行,故E正确;作v-t图像时,让尽量多的点均匀分布在图线的两侧,描绘成平滑的曲线,不要求所有的点都在图线上,故F错误;故选B、C、E.6.在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,得到一条纸带如图2所示,A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点,若相邻计数点的时间间隔为0.1 s,则粗测小车的加速度为________ m/s2.图2答案 1.58解析由匀变速直线运动推论公式Δx=aT2,则x2-x1=aT2,x3-x2=aT2,…,各式相加有x n -x 1=(n -1)aT 2. x EF -x AB =4aT 2,代入数据得a =x EF -x AB 4T 2=(9.12-2.80)×10-24×0.01m /s 2=1.58 m/s 2. 7.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图3所示.他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点上标明A ,第六个点上标明B ,第十一个点上标明C ,第十六个点上标明D ,第二十一个点上标明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 ,则打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,A 、B 的距离应为________ cm.(保留三位有效数字)图3答案 0.986 2.58 5.99解析 物体做匀变速直线运动,根据运动规律有:平均速度等于中间时刻的瞬时速度,所以C 点的速度等于AE 间的平均速度,所以 v C =AC +CD +DE 4T =(0.145 6+0.111 5+0.137 3) m 4×0.1 s=0.986 m/s ;在计算加速度时,为使得到的数据更准确,应该采用逐差法. a 1=CD -AB 2T 2,a 2=DE -BC2T 2, 求平均值得a =a 1+a 22=2.58 m/s 2;物体做匀变速直线运动,相等的时间位移增量相等,也就是有Δx =DE -CD =CD -BC =BC -AB ,所以代入数据得AB =5.99 cm.8.某同学在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个测量点.其中相邻点间的距离如图4所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.1 s ,则:图4(1)根据纸带上各个测量点间的距离,某同学已将1、2、3、5点对应的瞬时速度进行计算并填入表中,请你将4点对应的瞬时速度填入表中.(要求保留三位有效数字).(2)在图5所示直角坐标系中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.图5(3)由图像求出小车的加速度a =________ m/s 2.(保留三位有效数字) 答案 (1)0.314 (2)见解析图 (3)0.495 解析 (1)4点对应的瞬时速度v 4=(11.95-5.68)×10-22×0.1 m /s ≈0.314 m/s.(2)描点作图(3)根据图像得:a =0.363-0.1650.4m /s 2=0.495 m/s 2.9.(1)某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验,不需要的器材有________.A .小车B .一端带滑轮的木板C .打点计时器D .低压直流电源E .秒表F .小钩码G .刻度尺H .纸带I .细绳(2)某学生在实验中操作有如下步骤,试按合理的顺序把步骤序号填在线上:____________. A .把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面;B .把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端,并与电源相连接;C .换上新纸带,重做两次实验;D .把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌边;E .先让小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车;F .把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上,另一端吊一钩码;G .断开电源,取下纸带(3)如图6所示是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的时间间隔为T =0.20 s ,其中x 1=7.05 cm ,x 2=7.68 cm ,x 3=8.33 cm ,x 4=8.95 cm ,x 5=9.61 cm ,x 6=10.26 cm ,则A 点的瞬时速度大小是________ m /s(保留两位有效数字),小车运动的加速度计算表达式是a =________(用题图所给的字母表示),加速度大小为________ m/s 2(保留两位有效数字).图6答案 (1)DE (2)DBFAEGC (3)0.37 (x 6+x 5+x 4)-(x 3+x 2+x 1)9T 20.16解析 (1)不需要的器材有:D.低压直流电源,E.秒表 (2)合理的顺序是:DBAFEGC (3)A 点的瞬时速度大小是v A =x 1+x 22T =(7.05+7.68)×10-22×0.2m /s ≈0.37 m/s根据Δx =aT 2,则x 4-x 1=3a 1T 2;x 5-x 2=3a 2T 2; x 6-x 3=3a 3T 2;a =13(a 1+a 2+a 3)则解得a =(x 6+x 5+x 4)-(x 3+x 2+x 1)9T 2代入数据解得a =0.16 m/s 2.。
高中物理1.5《匀变速直线运动的加速度测定》教案(教科版必修1)
高一物理教学案课题:匀变速直线运动的加速度测定班级姓名学习目标:1、学会使用打点计时器;2、会通过纸带求物体在某段时间内的平均速度;3、会求加速度;学案导学:一、引入思考在练习使用打点计时器测物体运动速度的时候,我们是用手直接拉纸带运动,学习对其速度时间图象初步分析,没有什么特殊的规律。
而我们研究物理规律的时候往往从比较特殊的情况入手,让重锤拉着小车在平板上运动,利用打点计时器来研究小车的运动特点,装置如教材37页图1-9-3。
请同学们思考一下并猜测一下小车在运动过程中速度可能变化特点。
预测:二、安装实验器材按教材37页图1-9-3安装好实验器材。
请同学们思考一下安装器材时有哪些注意点?尝试解答:课堂记录:三、实验操作1、动手操作前请同学们在头脑中想一遍操作过程,并思考讨论操作时的注意点,各小组讨论,交流回答。
课堂记录:2、开始实际实验操作。
四、实验数据采集1、明确所要采集的数据对象及采取的办法。
尝试解答:课堂记录:2、请同学们讨论一下数据采集实验数据时有哪些注意点?讨论结果汇总:3、数据采集请同学们设计表格,并记录对应的数据:表格:五、数据处理与探究1、依据前面的学习经验,为了找到小车的运动规律,我们采取图象法,以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,请同学们根据自己表中记录的数据,选择合适的标度,利用手中的坐标纸描点。
2、组与组之间相互交流各自所描的点,观察与思考这些点的分布规律,你的体会是什么?交流结果:3、作图通过以上思考,我们可以用一条直线去代表这些点,用平滑的曲线(包括直线)来“拟合”这些点,不要用折线连接各点,因为小车运动过程中速度不会发生突变,不在直线上的点要均匀分布与直线的两侧。
小车运动速度时间图象(可将坐标纸贴于该区域):4、分析与探究1)观察得到的我们得到的小车运动的v-t图象,你能用自己的语言描述小车运动速度随时间的变化规律吗?尝试解答:课堂记录:2)各小组所得到小车运动的v-t图象的倾斜程度不是完全一样的,图象的倾斜程度不同,反应了下车运动的什么区别?尝试解答:课堂记录:3)如何利用v-t图象求出小车运动的加速度?尝试解答:课堂实录:六、误差和有效数字。
测定匀变速直线运动的加速度
1.计时器的使用
是计时仪器
结构 电磁打点计时器 低压交流电压(4-6v)
频率50Hz时,每隔0.02秒打一点. 是计时仪器
2.测变速直线运动的平均速度
A
B
S
vS t
t=10t0
3.测匀变速直线运动的加速度
0
1
2
3
根据:ΔS=aT2
为了减少实验误差,应采用逐差法计算加速度
S4 S1 3a1T 2
v
t
测定匀变速直线运动的加速度
实验目的: 1.练习使用电磁打点计时器(电火花计时器)
2.测定变速直线运动的平均速度 3.测定匀变速直线运动的加速度
实验器材: 电磁打点计时器(电火花计时器)、低压
交流电源、一端附有滑轮的长木板、纸带、 小车、线绳、钩码、刻度尺、导线。
实验原理:
结构
交流220v 电火花计时器 频率50Hz时,每隔0.02秒打一点.
a1
S4 S1 3T 2
S5S2 3T 2
S6 S3 3a3T 2
a3
S6 S3 3T 2
a a1 a2 a3 3
a
(S4
S5
S6 ) (S1 9T 2
S2
S3 )
4.测匀变速直线运动的瞬时速度
v2
S2 S3 2T
v5
S5 S6 2T
5.用v-t图象法求加速度
测定匀变速直线运动的加速度(完整版)
对同一组实验条件下的多次测 量结果取平均值,以减小随机 误差。
优化实验环境
减小空气阻力和振动等环境因素的 影响,可以通过在光滑轨道上做实 验、使用气垫导轨等方法实现。
提高操作规范性
严格按照操作规范进行实验, 避免人为误差的产生。
05 实验总结与思考
本实验的收获与体会
01
02
03
04
利用光电门测量瞬时速度,结 合位移公式计算加速度。
03 实验步骤
安装打点计时器
1. 将打点计时器固定在铁架台 上,确保稳定。
2. 连接电源和打点针,确保打 点针能够正常工作。
3. 调整纸带的位置,确保纸带 在打点针的下方,且与打点针平
行。
准备实验器材
1. 选择合适的纸带,长度适中, 确保能够记录足够的数据点。
增加实验组数
增加实验组数可以更好地探究加速度 与外力、质量等因素的关系,使实验 结果更具有说服力。
提高实验操作技能
加强实验操作技能的训练,提高实验 操作的速度和准确性,减少实验误差。
对匀变速直线运动的理解与应用
理解加速度的概念
通过实验进一步理解加速度的概念,掌握加速度的物理意 义和计算方法。
掌握匀变速直线运动的规律
误差来源分析
测量误差
由于计时器和刻度尺的精 度限制,导致测量时间点 和位移点存在误差。
环境因素
实验过程中可能受到空气 阻力、摩擦力、振动等因 素的影响,导致实验结果 偏离理论值。
人为因素
操作过程中可能存在人为 误差,如操作不规范、读 数不准确等。
减小误差的方法
提高测量精度
采用高精度的计时器和刻度尺 ,减小测量误差。
测定匀变速直线运动的加速度(完 整版)
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。
高中物理必修一 1.9《测定匀变速直线运动的加速度》教案
必修一物理方法总览1.理想模型思想2.极限思想3.微元思想4.等效思想5.建模思想6.化曲为直思想7.图像法8.公式法9.逆向思维法10.平均速度法11.整体法12.分段法13.比例法14.逐差法15.图示法16.假设法17.二力平衡法18.隔离法19.图解法20.误差与有效数字些误差是可以减少的。
介绍有效数字。
来源,从而找到减小误差的方法,读刻度尺记得估读。
PPT 课件 第三层级 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。
PPT 课件 第四层级 知识总结教师可根据实际情况决定有没有必要总结或部分点评一下。
学生就本节所学做一个自我总结,之后可小组交流讨论。
PPT 课件呈现 感悟收获注意有代表性的收集一些学生的体会,以便有针对性地调整教学方法。
根据自己的感受如实填写 根据自己的思考找出解决方案课外拓展 如何利用计算机绘制v-t 图象 PPT 课件 板书设计测定匀变速直线运动的加速度解析法21.作图法22.计算法23.正交分解法24.控制变量法25.知识关联记忆法26.近似处理法27.量纲分析法28.动力学的方法29.瞻前顾后法30.合成法31.巧用参考系32.巧用推论解题33.函数法34.相对运动法35.整体二分法36.闭合矢量三角形法37.分解法38.动态三角形法39.极限分析法40.物理分析法41.数学分析法42.描点法43.相似三角形法。
《测定匀变速直线运动的加速度》教学设计
《测定匀变速直线运动的加速度》教学设计第三课时一、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、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.图 1(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、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。
教科高中物理必修测定匀变速直线运动的加速度
六.误差分析: 1.使用电磁打点计时器测物体的运动速度,多处 摩擦会影响物体的运动,如纸带与振针间的摩擦、 纸带与限位孔间的摩擦.使用电火花计时器就可 较好地避免这些摩擦. 2.所使用的电源频率不稳定,导致Байду номын сангаас时误差.
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.
2.瞬时速度的计算:
会用图像法,逐差法处理纸带数据,并求其加速
v v x x 把板 逐细平差绳 行法拴) 处在理n小数车据上求,加(并速n在度1另的)~一,好端处( n挂是上各1适个) 当数的据钩都码得,n到使了之利跨用过,偶n定然滑1误轮差,较调小整,装使置计,算使结小果车更能接在近长真木实板值上。平稳地加速滑行(细线应与长木 2T 9 测定匀变速直线运动的加速度
2
根据上表中的v、t数据,在坐标轴上选择合适的标度(使图象分布在坐标系平面的大部分面积上),然后在直角坐标系中描点,如右图所
0 t/s 示, 最后根据这些点的分布趋向,用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点,并尽量让多数点落在曲线上(或直线)上,不在曲线(或直线)上的
教科版高中物理必修1《测定匀变速直线运动的加速度》教学设计2
1.9《测定匀变速直线运动的加速度》教学设计教学设计思路:加速度的内容已在本章第6节中出现,这是本章的重点和难点,学生感觉抽象而难以接受,安排本节的内容就是要将这一重点形象化、直观化,将这一难点分散到学生的具体动手操作中去.所以本课遵循循序渐进的教学原则,即:学生相关理论学习──猜想与假设──实践探究──理论分析──运用知识解决实际问题──思考整理所学知识.这一条探究之路,使学生真正理解“用打点计时器纸带的方法测量匀变速直线运动的加速度的大小”,发展学生的好奇心和求知欲.本节采用的主要教具是打点计时器,它能够直接得出位移——时间的运动信息,能够培养学生获得信息、处理信息的能力,使学生在理性思维过程中,既动手又动脑,帮助学生建立自信,促进学生在原有水平上得以发展.学习任务分析:1.通过匀变速直线运动加速度的学习,学生已经具备了一定的运用匀变速直线运动知识分析解决问题的能力,通过对匀变速直线运动的加速度测定的探究,可以加深学生对匀变速直线运动的认识,进而加深学生对已有知识的理解,提高分析解决问题的能力.2.通过学生亲自实践探究、实验探究和共同协作,揭示出匀变速直线运动的判定条件;再通过数据的处理,使学生学会正确利用匀变速直线运动的知识解决实际问题,进一步加深对匀变速直线运动规律的理解,同时使学生体验运用知识解决问题获得成功的喜悦,激发学生学习的兴趣.学习者分析:1.学生学完匀变速直线运动加速度的理论知识并学习了相应规律的应用后,尚缺乏灵活应用的能力,对公式的理解还比较粗浅,本节课将帮助学生建立一个生动活泼的场景,利于学生的理解消化.2.本节课来源于物理实验,但学生对相关数据处理知识的理解较为片面,不能很好地由感性认识提升为理性认识,应通过本节的学习让学生掌握探究学习的一般方法,使其成为终身学习的基础.教学目标:1.知识与技能(1)了解打点计时器的原理,理解纸带中包含物体运动的信息(时间、位移).(2)会安装打点计时器,并会使用打点计时器和毫米刻度尺测定物体做匀变速直线运动的加速度.(3)通过纸带处理记牢匀变速直线运动的判别式:x2-x1=x3-x2=……=at2(4)知道测量误差和有效数字.2.过程与方法(1)通过讲解打点计时器的原理,使学生了解这种计时仪器.(2)通过实验得出物体的运动信息,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)通过画速度——时间图像,培养学生用图像处理数据的能力,体验数学工具在物理发展中的作用.(4)经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体运动.3.情感态度与价值观(1)使学生理解打点计时器的原理,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)使学生经历实验过程,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)使学生体验数据处理的技巧,培养学生用数学方法处理物理问题的意识,以及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.教学准备:1.学生实验器材:电磁打点计时器,学生电源,导线,纸带,刻度尺,投影仪,长木板,小车,钩码.2.演示器材:电磁打点计时器,学生电源,电火花计时器,长木板,小车,钩码.3.视频:测定匀变速直线运动加速度的录像.教学过程:3.数据分析:参见书中第33页图1-9-1和图1-9-2,观察二者区别,分析二者分别代表何种运动.学生回答:1-9-1图中,各点间距几乎相等,应为匀速直线运动;图1-9-2中,各点间距不断增加,可能是匀加速直线运动.引导学生分析现象,并会利用所学知识进行猜想.4.选取计数点,分析相邻时间间隔的位移之差恒定.t为每隔五个点的时间间隔:0.1s学生动笔推导,得出结论.学生积极思考,考虑两种方法的不同之处,养成良好的科学分析习惯.学生参与推导的过程,可以加深对相关公式的理解,并能提高灵活运用公式的能力.激发学生的兴趣,原来看似被完全利用的数据,居然被求和取平均后被完全约掉了.同时,也使学生认识到考虑事情要周全缜密.5.视频:给出实验录像,介绍实验步骤及器材.学生观看录像,考虑实验的整个过程.引发学生思考二、学生实验1.教师给出实验注意事项:(1)小车的加速度应适当大一点,以便能在纸带上长约为50㎝的范围内清楚地取7~8个计数点为宜.(2)要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞,打完点后及时断开电源.学生分组动手,体验探究过程.完成实验表格.使学生能够做到动手动脑相结合,体会物理作为一门实验科学的乐趣.(3)每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打的点清楚.(4)应区别打点计时器打的点与人为选取的计数点(每5个点选取一个计数点).选取的计数点不少于6个.(5)不要分段测量位移,应尽可能一次测量完毕,即统一测量各计数点到起点的距离.读数时应估读出毫米的下一位.2.数据处理:引入“测量误差”简述“有效数字”:带有一位不可靠数字的近似数字.三、思考与讨论1.怎样利用纸带求出相应点的瞬时速度?平均速度中间时刻速度2.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υ-t图线,求加速度.学生探究讨论,小组交流,得出最后结论.在合作中完成任务,体会团队的力量.四、小结:提问学生如何测定加速度,并进行求解.学生思考所学所获.将实验能力提升为理论能力.五、布置作业:完成实验报告册动笔解决实际问题.学以致用.教学流程:学习效果评价:评价针对以下方面:学生是否能够较好地掌握实验操作技巧,在数据处理过程中,对速度加速度、的求解理解如何,对有效数字是否有一个明确的认识.教学反思:1.突出了教师的主导作用和学生的主体地位抓住本节知识在全章的核心地位,从学生的实际出发,结合前面所学的相关知识,注重创设物理情境,充分考虑学生的切身感受,在探究如何用位移和时间来测定加速度时,应用归纳总结的科学研究方法,使学生体会数学知识为物理所用,物理、数学学科间是有联系的.同时,通过学生实验,加强学生的活动,使学生充分思考、讨论,充分发挥学生的主体作用,注重提高学生的科学素养.课程后面的思维拓展内容的设计,既能够使学生将所学知识加以实际应用,开阔学生视野,又能给有学习潜力的学生提供更大的发展空间.2.探究活动的设计本课实验的侧重点很多,学生在本节课的学习中,任务重,重点难点多.所以本课采用了实践探究与理论学习相结合的形式,去突破重点难点,同时更能体现学生的能动性和主体性.3.有效数字及误差的引入本课设计的有效数字及误差的引入,放在了数据处理过程中.这使学生对数据的处理有据可依,并可加深理解和掌握程度.。
测定匀变速直线运动的加速度 教案
图象法(v - t 图象)的注意点: ① 根据所得数据,选择合适的标度建系 (图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积)
② 根据所得数据确定点的位置,观察和思考 点的分布规律。
③ “拟合”图象:从点的分布可以有很大 把握地说这些点应该在一条直线上,画出一条 直线,让尽可能多的点处在这条直线上,其余 均匀分布,去掉偏差太大的点
3、减少方法:改进实验仪器,完善实 验原理
偶 1、产生原因:由于实验者本身及各种 然 偶然因素造成的。 误 差 2、特点:当多次重复同一测量时,有
时偏大,有时偏小,并且偏大和偏小的机 会相同 。
3、减少方法:多次测量求平均值。
(二)有效数字
1、凡是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) 。
2、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。
3、运算结果一般可用2~3位有效数字表 示。
二.实验:测定匀变速直线运动的加速度
1.知识点复习: 电火花计时器的使用,如 何求某段的平均速度,如何求瞬时速度, 怎样判断物体是否在作匀变速直线运动? 如何去求它的加速度?
36页“讨论交流”
2. 实验目的
(1)用打点计时器研究匀变速直线运动, 测定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。
3.实验器材
打点计时器、纸带、复写纸片、交流 电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木 板、刻度尺、钩码、导线等。
4.实验步骤
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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。再把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适 的砝码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的 后面。实验装置如图1-9-3(书37页)所示。
高考总复习—测定匀变速运动的加速度
教学随笔打点计时器主要由线圈、永磁铁、振动片、振针组成。
当线圈中通以交变电流时,线圈中产生交变的磁场,使振动片振动,带动振针振时,每打两,通过比较两点间位从打点计时器打上点的纸带上可以直接得到的物理量是:、在做完练习使用打点计时器的实验后,关于打点计时器打点时、电源电压越高,打点计时器通过的电流越强,计时器打点速度、手拉纸带速度越大,纸带运动越快,打点计时器打点速度就越、打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定,与电源1.原理:匀变速直线运动在各个连续相等的时间T内的位移之差ΔS = SⅡ– SⅠ = SⅢ– SⅡ = SⅣ– SⅢ = …… = S n– S n-1= aT2SⅠSⅡSⅢ0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15T T T①.特别注意:SⅠ、SⅡ、SⅢ……的意义。
SⅠ、SⅡ、SⅢ……是相邻的两个计数点间的距离,(教材P261) 不是都从起点算起的。
SⅠ、SⅡ、SⅢ……各段位移的时间相等。
往往题目给出的是从起点算起的距离。
在实际解题时,所求出的△s应基本相等,如求出的△s相差较大,则肯定是错误的。
②.注意区别计数点和打的点。
它们不一定相同。
在选择计数点的起点时,通常不从打的第一点开始。
计数点的起点要标为0。
通常每5个点选一计数点。
注意:“每5个点选一个计数点”而不是“每隔5个点选一个计数点”。
“每5个点选一个计数点”时,两计数点间隔4个点,有5个空。
③.注意T的计算。
看看两个计数点之间要几个空隔。
T等于空隔数乘0.02。
2.逐差法处理数据《金版教程》P76注意表达式的变化。
S n+3-S n=3aT2求出几个加速度后再取平均值。
3.即时速度的求法利用:匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的即时速度。
v n=(s n+s n+1)/2T如上图,v5=(sⅠ+sⅡ)/2T4.减小误差的方法⑴、舍去纸带上较密集的点,选取便于测量的点进行研究。
学案测量匀变速直线运动的加速度
测匀变速直线运动的加速度【学习目标】1.能通过纸带上打的点求解某个点对应的瞬间速度和带动纸带运动的物体的加速度的大小。
2.能用打点计时器测量匀变速直线运动物体的加速度。
3.能用图像法处理相应的实验数据,并得到物体的加速度。
【学习重难点】重点:用打点计时器研究匀变速直线运动,测出匀变速直线运动的加速度。
难点:实验数据的处理。
【学习过程】自主探究1.在本节内容里面,我觉得比较重要的关键词和式子有:2.阅读完本节,我觉得存在比较难点和疑问的内容有:3.在课堂上,我希望得到解决的难题是:_______________________________________合作探究探究点一如何根据匀变速直线运动的规律,测量出加速度?1.我的理解:_______________________________________________________________2.交流讨论:_______________________________________________________________3.归纳小结:求加速度可以归纳为两种方法:计算法、图像法:(1)如图,匀变速直线运动的加速度等于两个连续相等时间里的位移变化量与这个时间平方之比,即。
=豆根据这个公式可以计算出加速度的大小。
B C(2)匀变速直线运动的物体,在两个连续相等的时间里,中间时刻的速度等于这两段时间里的平均速度。
即%=三士包,根据这个公式可以计算出物体在某个时刻的速度,并画出UTB 2T图,通过图像的斜率来获得加速度。
4.我的疑问:_______________________________________________________________5对性训练一:如图7所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时间间隔为T = 0.10s,其中S1 =7.05 cm, S2 =7.68 cm, S3 =8.33 cm, S4 =8.95 cm, S5 =9.61 cm, Se = 10.26 cm。
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2011高考物理总复习实验专题教案
测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)
[实验目的]
1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
[实验原理]
1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s 打一次点(由于电源频率是50Hz ),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s 2-s 1=s 3-s 2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,
则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
3.由纸带求物体运动加速度的方法: (1)用“逐差法”求加速度:即根据
s 4-s 1=s 5-s 2=s 6-s 3=3aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出a 1=214T
3s
s -、a 2=225T 3s s -、
a 3=236T
3s
s -,再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。
(2)用v-t 图法:即先根据v n =T
2s
s 1n n ++求出打第n 点时纸带的瞬时速度,后作出v-t 图
线,图线的斜率即为物体运动的加速度。
[实验器材]
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。
[实验步骤]
1.把一端附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,如图所示。
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。
4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。
也可求出各计数点对应的速度,作v-t 图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。
[注意事项]
1.纸带打完后及时断开电源。
2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm 的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。
3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个。
4.不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。
[例题] 1.电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作电压是______。
如图所示,A 是______,B 是
A B C D
E F
______,C 是______,D 是______,E 是______,F 是______。
答案:交流,4至6V ,线圈,振动片,限位孔,振针,永磁体,接线柱。
2.如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中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 )
范围内相等,所以小车的运动是________。
(2)根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度a=2T
s
∆=______m/s 2。
(3)根据a n-3=23n n T
3s
s --,可求出
a 1=214T
3s s -=______m/s 2,a 2=225T 3s
s -=______m/s 2,a 3=236T 3s s -=______m/s 2,
所以,a =3
a a a 3
21++=______m/s 2。
答案:(1)1.60,1.55,1.62,1.53,1.61,1.58,0.05,任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;(2)1.58;(3)1.59,1.57,1.59,1.58。
3.在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示,为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=0.1s 。
(1)根据________计算各点瞬时速度,则
v A =______m/s ,v B =______m/s ,v C =______m/s , v D =______m/s ,v E =______m/s 。
(2)在如图所示坐标中作出小车的v-t 图线,并根据图线求出a=________。
将图线延长与纵轴相交,交点的速度是________,此速度的物理意义是________。
答案:(1)v n =T
2d d T 2s s 1
n 1
n 1n n -++-=
+,0.53,0.88,1.23,1.58,1.93;(2)3.50m/s 2,0.53m/s ,开始计时小车
的速度,即v A 。
v -。