逐差法求加速度
物理逐差法求加速度
物理逐差法求加速度
物理逐差法是一种用于求解加速度的方法，它可以从一组速度数据中求出加速度。
物理逐差法是一种求解微分方程的数值解法，它可以用来求解加速度。
物理逐差法的基本原理是，从一组速度数据中，通过计算每两个速度之间的差值，来求出加速度。
具体来说，我们可以用下面的公式来求出加速度：
加速度=（V2-V1）/（t2-t1）
其中，V1和V2分别是两个速度，t1和t2分别是两个时间。
物理逐差法的优点是，它可以从一组速度数据中求出加速度，而不需要解决微分方程。
它的缺点是，它只能求出一个瞬时的加速度，而不能求出一个平均的加速度。
物理逐差法在物理学中有着广泛的应用，它可以用来求解加速度，从而求出物体的运动轨迹。
它也可以用来求解物体的动量，从而求出物体的动能。
总之，物理逐差法是一种求解加速度的有效方法，它可以从一组速度数据中求出加速度，而不需要解决微分方程。
它在物理学中有着广泛的应用，可以用来求解物体的运动轨迹和动能。
逐差法求解加速度
推论：做匀变速直线运动的物体，在任意两个 连续相等的时间T内，位移之差是一个恒量： Δx＝ xn－xn-1＝aT2，扩展：xm-xn=(m-n)aT2
应用：分析纸带时常用此方法及规律
(1)判断物体是否做匀变速直线运动
如果物体做匀变速直线运动，即a恒定，则Δ x为一 恒量，这一结论反过来也成立，即如果所打纸带在任 意两个相邻相等时间内位移差相等，则说明物体做匀 变速直线运动。
练习1、某同学在“探究小车速度随时间变化 的规律”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A、B、 C、D、E、F、G共七个计数点，其相邻点间的距 离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间 隔为0.10 s.求加速度。
练习2、某同学在研究小车的运动的实验中，获得一 条点迹清楚的纸带，已知打点计时器每隔0.02s打一 个计时点，该同学选A、B、C、D、E、F六个计数点， 对计数点进行测量的结果记录在下图中，单位是 cm。 试计算小车的加速度为多大？
学习目标
1．会综合应用匀变速直线运动的公式解题。 2．掌握逐差法求解加速度的方法。
复习回顾
1、速度公式： 3、位移速度关系式： 5、中间时刻： 2、位移公式： 4、平均速度： 6、中间位置：
7、重要推论：
1．三个基本公式 (1)速度公式：v＝v0＋at 1 2 (2)位移公式：x＝v0t＋ at 2 (3)位移与速度的关系式：v2－v2 0＝2ax 2.几个推论: x v0 ＋ v － (1)平均速度公式： v ＝ t ＝ 2 v0＋ v (2)中间时刻速度公式：vt/2＝ 2 (3)中间位置速度公式：vx/2＝ (4) Δx＝xn-xn-1=aT
6个数据的逐差法
6个数据的逐差法
逐差法求加速度的公式：Xm-Xn=（m-n）aT^2：推导：
X2-X1=aT^2①X3-X2=aT^2②①＋②得X3-X1=2aT^2 最后求得的a是（a1+a2)/
所谓的逐差就是隔一个再减如果有六个数就是4-1 5-2 6-3
类比如果段数是奇数的话舍去中间的那一段（通常是舍去中间一段其他段数也行）然后再逐差法求加速度最后的加速度是之前求的加速度的平均。
逐差法是为提高实验数据的利用率，减小了随机误差的影响，另外也可减小了实验中仪器误差分量，因此是一种常用的数据处理方法。
逐差来法是针对自变量等量变化，因变量也做等量变化时，所测得有序数据等间隔相减后取其逐差平均值得到的结果。
其优点是充分利用了测量数据，具有对数据取平均的效果，可及时发现差错或数据的分布规律，及时纠正或及时总结数据规律。
它也是物理实验中处理数据常用的一种方法。
例谈实验求加速度的几种方法
例谈实验求加速度的几种方法物理是一门实验科学，要学好高中物理，必须具备一定的实验能力。
高考对物理实验能力的考核很重视，尤其是实验数据的记录，处理和得出结论的能力。
学会研究匀变速直线运动是高中物理的一个重要实验，其中求解加速度的实验数据处理方法有逐差法，图像法，直方图法等，下面通过一些实例谈谈如何利用这些方法求运动的加速度:一、利用“逐差法”求加速度．1.依据Δx ＝aT 2测定匀变速运动加速度。
由a 1＝x 2－x 1t 2，a 2＝x 3－x 2t 2，…a 5＝x 6－x 5t2可得小车加速度的平均值a ＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 55＝x 2－x 1t 2＋x 3－x 2t 2＋x 4－x 3t 2＋x 5－x 4t 2＋x 6－x 5t 25＝x 6－x 15t2显然，这种求a 的方法只用了x 1、x 6两个数据，而x 2、x 3、x 4、x 5在计算过程中被抵消了，所以丢失了多个数据，并失去了正负偶然误差相互抵消的作用，算出的a 值误差较大．这种方法不可取． 若把x 1、x 2、…x 6分成x 1、x 2、x 3和x 4、x 5、x 6两组，则有x 4－x 1＝(x 4－x 3)＋(x 3－x 2)＋(x 2－x 1)＝3at 2，写成x 4－x 1＝3a 1t 2，同理x 5－x 2＝3a 2t 2，x 6－x 3＝3a 3t 2，故a 1＝x 4－x 13t 2，a 2＝x 5－x 23t 2，a 3＝x 6－x 33t2.从而a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4－x 13t 2＋x 5－x 23t 2＋x 6－x 33t 23＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39t2， 这种计算加速度平均值的方法叫做逐差法．(1)若为偶数段，设为6段，则a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33；由a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T2直接求得．这相当于把纸带分成二份，此法又叫整体二分法； (2)若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 22；或由a ＝x 4＋x 5－x 1＋x 26T2直接求得．这样所给的数据全部得到利用，提高了准确程度．2、依据相邻两点速度计算加速度．因为a 1＝v2－v1T ，a2＝v3－v2T ，a3＝v4－v3T …an ＝vn ＋1－vnT，然后取平均值，即a ＝a1＋a2＋a3＋…＋an n ＝vn ＋1－v1nT，从结果看，真正参与运算的只有v1和vn ＋1，中间各点的瞬时速度在运算中都未起作用，可见此方法不好．同理我们可以类似于上面的做法用逐差法(1)若为偶数段，设为6段，则a 1＝v 4－v 13T ，a 2＝v 5－v 23T ，a 3＝v 6－v 33T ，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33；或由a ＝v 4＋v 5＋v 6－v 1＋v 2＋v 39T直接求得；(2)若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；则a 1＝v 4－v 13T ，a 2＝v 5－v 23T，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 22；或由a ＝v 4＋v 5－v 1＋v 26T 直接求得；这样所给的数据利用率高，提高了准确程度． 例题1、(2016·天津理综·9(2))某同学利用图2装置研究小车的匀变速直线运动.图2(1)实验中，必须的措施是________. A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图3所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm.则小车的加速度a ＝___m /s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝___m /s.(结果均保留两位有效数字)图3答案 (1)AB (2)0.80 0.40解析 (1)实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A 正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B 正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C 错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D 错误.(2)相邻的两计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，由逐差法可得小车的加速度a ＝s 6＋s 5＋s 4－s 3－s 2－s 19T 2＝(7.64＋6.78＋5.97－5.19－4.41－3.59)×10－29×0.12 m/s 2＝0.80 m/s 2打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T ＝(3.59＋4.41)×10－22×0.1m /s ＝0.40 m/s二、图像法1、用v －t 图象法求匀变速直线运动的加速度，解题思路为：图象法．图象法 (1)求出各点的瞬时速度：用各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度 (2)作v －t 图象：在v －t 坐标上将各组数据描点，作出v －t 图象①建立坐标系，纵坐标轴为速度v ，横坐标轴为时间t. ②对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系． ③描出测量点，应尽可能清晰．④用一条光滑的曲线(直线)连接坐标系中的点，明显偏离曲线(直线)的点视为无效点，连线时应使尽可能多的点在这条直线上，连线两侧的点尽可能对称的分布 ． ⑤从最终结果看出v －t 图象是一条倾斜的直线． (3)求出图线的斜率即为加速度求图线的斜率时，要在图线上选取间隔距离适当较远的两个点．这样有利于减小误差．例题2、在研究加速度不变的直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的速度，如下表所示：计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6通过计数点的速度/(cm ·s －1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了算出加速度，合理的方法是( )A ．根据任意两计数点的加速度公式a ＝ΔvΔt算出加速度B ．根据实验数据，画出v －t 图象，量出其倾角α，由公式a ＝tan α算出加速度C ．根据实验数据，画出v －t 图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a ＝ΔvΔt算出加速度D ．依次算出通过连续两计数点间的加速度，其平均值作为小车的加速度解析：选项A 偶然误差较大．选项D 实际上也仅由始、末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v －t 图象，才可充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，选项B 是错误的．正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式a ＝ΔvΔt算出加速度，即选项C 正确．答案：C例题3、如图所示，某同学在做“研究小车速度随时间的变化规律”的实验中，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 ＝0.10 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 .(1)求计数点3处的瞬时速度的大小．(2)作出小车运动的速度—时间图象，由图象求小车运动的加速度．解析：(1)计数点3的瞬时速度v 3＝x 3＋x 42T ＝8.33＋8.95×10－22×0.10 m /s ≈0.86 m /s ，(2)同理可求v 1＝x 1＋x 22T ＝7.05＋7.68×10－22×0.10m /s ≈0.74 m /s ，v 2＝x 2＋x 32T ＝7.68＋8.33×10－22×0.10m /s ≈0.80 m /s ，v 4＝x 4＋x 52T ＝8.95＋9.61×10－22×0.10m /s ≈0.93 m /s ，v 5＝x 5＋x 62T ＝9.61＋10.26×10－22×0.10m /s ≈0.99 m /s .以纵轴表示速度，以横轴表示时间，描点连线如图所示．由图象可以看出，小车的速度随时间均匀增加，其运动的加速度可由图线求出，即 a ＝v t －v 1Δt ＝0.63 m /s 2(0.62～0.64 m /s 2均可)．2、化曲为直，画出X-t 2图像、tx -t 图像, V 2-x 图像，利用斜率求解加速度 X-t 关系，v-x 关系是二次函数关系，图像形状是抛物线，在实验数据处理时，可以分别让横坐标表示t 2，纵坐标表示t x 和V 2，画出X-t 2图像、t x -t 图像、V 2-x 图像，将图像形状转化为直线，图像则斜率分别为21a, 21a,2a例题4、图6是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点，加速度大小用a 表示．图6 图7(1)OD 间的距离为________ cm.(2)图7是根据实验数据绘出的x －t 2图线(x 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示__________，其大小为________ m/s 2(保留三位有效数字)．解析 (1)1 cm ＋1 mm ×2.0＝1.20 cm.(2)加速度的一半，12a ＝(2.8－0)×10－20.06－0m/s 2＝0.467 m/s 2，所以加速度大小a ≈0.933 m/s 2.答案 (1)1.20 (2)加速度的一半 0.933例题5、（2011全国卷理综）5.利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。
逐差法求解加速度的计算方法
逐差法求解加速度的计算方法嘿，咱今儿就来唠唠逐差法求解加速度这档子事儿！你可别小瞧了它，这可是物理学里的一个妙招呢！咱先说说啥是加速度。
想象一下，一辆小汽车在路上跑，速度一会儿快一会儿慢，这速度变化的快慢就是加速度啦！那怎么求出这个加速度呢？这就轮到逐差法闪亮登场啦！比如说，咱有一系列等时间间隔的位移数据。
就好像跑步比赛，运动员在不同的位置留下的脚印。
咱把这些位移分成两段，前一段和后一段。
然后呢，把后一段的位移减去前一段的位移，这就好比是看看后面跑的距离比前面多了多少。
你可能会问，这有啥用呀？嘿，这用处可大了去啦！通过这样的计算，咱就能找到加速度啦！就好像是从那些脚印里看出运动员速度变化的秘密一样。
举个例子吧，假如有这么一组位移数据，10 米、15 米、20 米、25 米、30 米。
咱把它分成两段，10 米到 20 米是一段，20 米到 30 米是另一段。
然后算算，后一段的位移 30 米减去前一段的位移 20 米，就是10 米呀！这 10 米就包含了加速度的信息呢！你想想，这是不是挺神奇的？就这么简单的一个办法，就能把加速度给算出来啦！这就像是魔术师从帽子里变出兔子一样，让人惊叹不已！当然啦，在实际操作中，可不能马虎大意。
数据得准确，计算得仔细，不然可就得出错的结果啦！这就好比是盖房子，根基没打好，房子可就不牢固咯！而且啊，逐差法可不只是在物理课本里有用，在生活中也有它的影子呢！比如说，你观察一辆车在路上加速的过程，是不是也能感觉到那种速度的变化？这不就是加速度嘛！总之呢，逐差法求解加速度是个很有用的方法，它能帮我们解开物体运动的秘密。
学会了它，就好像掌握了一把打开物理学大门的钥匙。
以后再遇到加速度的问题，咱就不用发愁啦，直接用逐差法，轻松搞定！所以啊，可千万别小瞧了这个小小的方法，它的作用可大着呢！你说是不是呀？。
逐差法求加速度
s1
s2
s3
s4
s5
s6
0
1
2
3
4
5
6
2．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图11所示，是一条
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，每相邻的
两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 Hz.
(1)在打点计时器打B、C、点时，小车的速度分别为vB＝________ m/s；vC
＝________ m/s； (2)计算小车的加速度多大？
例4 如图4所示为“探究小车速度随时间变化的规律”实验中打点计时器 打出的纸带，相邻两计数点间还有两个点未画出(电源频率为50 Hz)．由
图知纸带上D点的瞬时速度vD＝______；加速度a＝________；E点的瞬时 速度vE＝__________.(小数点后保留两位小数)
5．某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸
带，如图7所示，已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点，该同
学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图所示，
单位是cm.
(1)试计算瞬时速度vB、vC、vD、vE (2)计算小车的加速度多大？
4．在做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，所用交流电源频 率为50 Hz，取下一段纸带研究，如图5所示，设0点为计数点的起点，每
5个点取一个计数点，则第1个计数点与起始点间的距离x1＝________cm， 计算此纸带的加速度大小a＝________m/s2；经过第3个计数点的瞬时速度 v3＝________ m/s.
在v —t 图象上取一段时间Δt（尽量取大些）， 找出Δt 对应的Δv ，代入 a v 求解。
专题逐差法求加速度
二、逐差法求加速度
X1 X2 X3
X4
X5
X6
如图，纸带上测得连续6个相同步间T内旳位移x1、x2、x3、…、
x6，应分为3组
偶数
由Xm－Xn=(m－n)aT2得
a1
x4 x1 3T 2
a2
x5 x2 3T 2
a3
x6 x3 3T 2
a
a1
a2 3
a3
( x4
x5
x6 ) (x1 9T 2
5．某同学在研究小车旳运动试验中，取得一条点迹清楚旳纸
带，如图7所示，已知打点计时器每隔0.02 s 打一种点，该同
学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图所示，
单位是cm.
(1)试计算瞬时速度vB、vC、vD、vE (2)计算小车旳加速度多大？
三、 v —t 图象求加速度
① 根据所得数据，选择合适旳标度建立直角坐标系（图象 尽量分布在坐标系平面旳大部分面积） ② 根据所得数据描出各点旳位置（描点法）,观察和思索 各点旳分布规律。 3、各点旳分布大致都落在一条直线上，所以，我们能够推 断：假如没有试验误差旳理想情况下，所描出旳各点应全 部落到这条直线上。画直线时，让尽量多旳点处于这条直 线上，其他均匀分布，去掉偏差太大旳点。
4．在“探究小车速度随时间变化旳规律”旳试验中，如图给出了从0点 开始，每5个点取一种计数点旳纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计 数点。测得：s1=1.40 cm，s2=1.90 cm，s3=2.38 cm， s4= 2.88 cm， s5=3.39 cm，s6=3.87 cm。那么：
s1
5．某同学在研究小车旳运动试验中，取得一条点迹清楚旳纸
带，如图7所示，已知打点计时器每隔0.02 s 打一种点，该同
逐差法求加速度奇数段
逐差法求加速度奇数段
逐差法要偶数组数据，而第一组或最后一组数据（匀减速的时候）一般都比较短，越短误差就越大，所以最好去掉数据最短那组。
例如：在探究匀变速直线运动加速度的实验中，奇数段用逐差法求加速度的公式：三段去掉中间的x2；a=(x3-x1)/2T^2。
五段去掉中间的x3；a=(x4+x5-x1-x2)/6T^2。
扩展资料：
逐差法的认识：
所谓逐差法，就是把测量数据中的因变量进行逐项相减或按顺序分为两组进行对应项相减，然后将所得差值作为因变量的多次测量值进行数据处理的方法。
逐差法应用实例：
在高中物理“求匀变速直线运动物体的加速度”实验中分析纸带。
运用公式△X=at^2;X3-X1=X4-X2=Xm-Xm-2当时间间隔T相等时，假设测得X1,X2,X3,X4四段距离，那么加速度a=【(X4-X2)+(X3-X1)】/2×2T2。
逐差法不确定度：
例如牛顿环实验；其中k=1,2,3,4,5.共测10个环的直径，d1<d2<……<d10[1]x 的a类不确定度为=，其中s为样本方差x的b类不确定度为（这里取d5d10，因为这样计算得到的不确定度最大，比较保守）。
牛顿环实验的b类不确定度要用配对的数据计算，本例中不能用d10d9计算b 类不确定度，因为逐差法中d10和d5才是配对的。
a类不确定度算法类似。
b类不确定度为，和牛顿环实验完全不同。
线性回归：
要想更精确地求出拟合方程，可以用线性回归的方法。
逐差法适合手工计算，线性回归一般借助excel或统计软件。
例谈实验求加速度的几种方法
例谈实验求加速度的几种方法物理是一门实验科学，要学好高中物理，必须具备一定的实验能力。
高考对物理实验能力的考核很重视，尤其是实验数据的记录，处理和得出结论的能力。
学会研究匀变速直线运动是高中物理的一个重要实验，其中求解加速度的实验数据处理方法有逐差法，图像法，直方图法等，下面通过一些实例谈谈如何利用这些方法求运动的加速度:一、利用“逐差法”求加速度．1.依据Δx ＝aT 2测定匀变速运动加速度。
由a 1＝x 2－x 1t 2，a 2＝x 3－x 2t 2，…a 5＝x 6－x 5t2可得小车加速度的平均值a ＝a 1＋a 2＋a 3＋a 4＋a 55＝x 2－x 1t 2＋x 3－x 2t 2＋x 4－x 3t 2＋x 5－x 4t 2＋x 6－x 5t 25＝x 6－x 15t2显然，这种求a 的方法只用了x 1、x 6两个数据，而x 2、x 3、x 4、x 5在计算过程中被抵消了，所以丢失了多个数据，并失去了正负偶然误差相互抵消的作用，算出的a 值误差较大．这种方法不可取． 若把x 1、x 2、…x 6分成x 1、x 2、x 3和x 4、x 5、x 6两组，则有x 4－x 1＝(x 4－x 3)＋(x 3－x 2)＋(x 2－x 1)＝3at 2，写成x 4－x 1＝3a 1t 2，同理x 5－x 2＝3a 2t 2，x 6－x 3＝3a 3t 2，故a 1＝x 4－x 13t 2，a 2＝x 5－x 23t 2，a 3＝x 6－x 33t2.从而a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4－x 13t 2＋x 5－x 23t 2＋x 6－x 33t 23＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39t2， 这种计算加速度平均值的方法叫做逐差法．(1)若为偶数段，设为6段，则a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33；由a ＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T2直接求得．这相当于把纸带分成二份，此法又叫整体二分法； (2)若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 22；或由a ＝x 4＋x 5－x 1＋x 26T2直接求得．这样所给的数据全部得到利用，提高了准确程度．2、依据相邻两点速度计算加速度．因为a 1＝v2－v1T ，a2＝v3－v2T ，a3＝v4－v3T …an ＝vn ＋1－vnT，然后取平均值，即a ＝a1＋a2＋a3＋…＋an n ＝vn ＋1－v1nT，从结果看，真正参与运算的只有v1和vn ＋1，中间各点的瞬时速度在运算中都未起作用，可见此方法不好．同理我们可以类似于上面的做法用逐差法(1)若为偶数段，设为6段，则a 1＝v 4－v 13T ，a 2＝v 5－v 23T ，a 3＝v 6－v 33T ，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33；或由a ＝v 4＋v 5＋v 6－v 1＋v 2＋v 39T直接求得；(2)若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第3段；则a 1＝v 4－v 13T ，a 2＝v 5－v 23T，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 22；或由a ＝v 4＋v 5－v 1＋v 26T 直接求得；这样所给的数据利用率高，提高了准确程度． 例题1、(2016·天津理综·9(2))某同学利用图2装置研究小车的匀变速直线运动.图2(1)实验中，必须的措施是________. A.细线必须与长木板平行 B.先接通电源再释放小车 C.小车的质量远大于钩码的质量 D.平衡小车与长木板间的摩擦力(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图3所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s 1＝3.59 cm ，s 2＝4.41 cm ，s 3＝5.19 cm ，s 4＝5.97 cm ，s 5＝6.78 cm ，s 6＝7.64 cm.则小车的加速度a ＝___m /s 2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝___m /s.(结果均保留两位有效数字)图3答案 (1)AB (2)0.80 0.40解析 (1)实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A 正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B 正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C 错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D 错误.(2)相邻的两计数点间的时间间隔T ＝0.1 s ，由逐差法可得小车的加速度a ＝s 6＋s 5＋s 4－s 3－s 2－s 19T 2＝(7.64＋6.78＋5.97－5.19－4.41－3.59)×10－29×0.12 m/s 2＝0.80 m/s 2 打点计时器在打B 点时小车的速度v B ＝s 1＋s 22T ＝(3.59＋4.41)×10－22×0.1m /s ＝0.40 m/s二、图像法1、用v －t 图象法求匀变速直线运动的加速度，解题思路为：图象法．图象法 (1)求出各点的瞬时速度：用各段的平均速度表示各段中间时刻的瞬时速度 (2)作v －t 图象：在v －t 坐标上将各组数据描点，作出v －t 图象①建立坐标系，纵坐标轴为速度v ，横坐标轴为时间t. ②对坐标轴进行适当分度，使测量结果差不多布满坐标系． ③描出测量点，应尽可能清晰．④用一条光滑的曲线(直线)连接坐标系中的点，明显偏离曲线(直线)的点视为无效点，连线时应使尽可能多的点在这条直线上，连线两侧的点尽可能对称的分布 ． ⑤从最终结果看出v －t 图象是一条倾斜的直线． (3)求出图线的斜率即为加速度求图线的斜率时，要在图线上选取间隔距离适当较远的两个点．这样有利于减小误差．例题2、在研究加速度不变的直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的速度，如下表所示：计数点序号 1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6通过计数点的速度/(cm ·s －1) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了算出加速度，合理的方法是( )A ．根据任意两计数点的加速度公式a ＝ΔvΔt算出加速度B ．根据实验数据，画出v －t 图象，量出其倾角α，由公式a ＝tan α算出加速度C ．根据实验数据，画出v －t 图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式a ＝ΔvΔt算出加速度D ．依次算出通过连续两计数点间的加速度，其平均值作为小车的加速度解析：选项A 偶然误差较大．选项D 实际上也仅由始、末两个速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的v －t 图象，才可充分利用各次测量数据，减小偶然误差．由于在物理图象中两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，选项B 是错误的．正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式a ＝ΔvΔt算出加速度，即选项C 正确．答案：C例题3、如图所示，某同学在做“研究小车速度随时间的变化规律”的实验中，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 ＝0.10 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 .(1)求计数点3处的瞬时速度的大小．(2)作出小车运动的速度—时间图象，由图象求小车运动的加速度．解析：(1)计数点3的瞬时速度v 3＝x 3＋x 42T ＝8.33＋8.95×10－22×0.10 m /s ≈0.86 m /s ，(2)同理可求v 1＝x 1＋x 22T ＝7.05＋7.68×10－22×0.10m /s ≈0.74 m /s ，v 2＝x 2＋x 32T ＝7.68＋8.33×10－22×0.10m /s ≈0.80 m /s ，v 4＝x 4＋x 52T ＝8.95＋9.61×10－22×0.10m /s ≈0.93 m /s ，v 5＝x 5＋x 62T ＝9.61＋10.26×10－22×0.10m /s ≈0.99 m /s .以纵轴表示速度，以横轴表示时间，描点连线如图所示．由图象可以看出，小车的速度随时间均匀增加，其运动的加速度可由图线求出，即 a ＝v t －v 1Δt ＝0.63 m /s 2(0.62～0.64 m /s 2均可)．2、化曲为直，画出X-t 2图像、tx -t 图像, V 2-x 图像，利用斜率求解加速度 X-t 关系，v-x 关系是二次函数关系，图像形状是抛物线，在实验数据处理时，可以分别让横坐标表示t 2，纵坐标表示t x 和V 2，画出X-t 2图像、t x -t 图像、V 2-x 图像，将图像形状转化为直线，图像则斜率分别为21a, 21a,2a例题4、图6是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O 、A 、B 、C 、D 和E 为纸带上六个计数点，加速度大小用a 表示．图6 图7(1)OD 间的距离为________ cm.(2)图7是根据实验数据绘出的x －t 2图线(x 为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示__________，其大小为________ m/s 2(保留三位有效数字)．解析 (1)1 cm ＋1 mm ×2.0＝1.20 cm.(2)加速度的一半，12a ＝(2.8－0)×10－20.06－0m/s 2＝0.467 m/s 2，所以加速度大小a ≈0.933 m/s 2.答案 (1)1.20 (2)加速度的一半 0.933 例题5、（2011全国卷理综）5.利用图1所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度。
2020-2021年高考物理实验方法：逐差法(含答案)
2020-2021年高考物理实验方法：逐差法在用打点计时器打下的纸带测加速度的实验中，我们用逐差法计算加速度。
1.计算加速度的基本公式：2Tx a ∆=公式推导：根据运动学公式，有①，221at vt x +=221aT T v x n n +=②，但，所以③，21121aT T v x n n +=++aT v v n n +=+12121aT T v x n n -=+②-③得，所以，即21aT x x n n =-+21T x x a n n -=+2T x a ∆=2.逐差法计算加速度的公式：2143T x x a -=如果测得6个数据：、、、、、，1x 2x 3x 4x 5x 6x 则.23216549)()(Tx x x x x x a ++-++=公式推导：因为，，，212aT x x =-223aT x x =-234aT x x =-3式相加得，得2143aT x x =-2143T x x a -=同理，2253T x x a -=2363T x x a -=以上3式相加得：，=a 323216543)()(T x x x x x x ++-++所以。
23216549)()(Tx x x x x x a ++-++=为什么要用逐差法测加速度？早期的物理教科书，只有公式，因为题目所给23216549)()(T x x x x x x a ++-++=的数据用哪一组计算都相等。
后来为了联系实际，题目中给的数据用，，，，几个公式2121T x x a -=2232T x x a -=2343T x x a -=2454T x x a -=2565Tx x a -=算的加速度都不相等或不都相等（因为读数是这样的），到底哪一个答案对呢？有人想出一个办法，就是求平均值，即，细心的人会554321a a a a a a ++++=发现，这个“平均值”并不能表示平均值，因为实际上这个“平均值”是=a ，还是只用了6个数据中的2个数据。
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针对训练
例1.为了测定汽车在平直公路上启动时的加 速度，某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆 光的照片，如图示，如果拍摄时每隔2秒爆光 一次，汽车车身总长4.5米，那么这辆汽车的加 速度约为
A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2
0
5
10
15
20
25
解： 车身长4.5米，占标尺上3小格， 每小格是1.5米，
不
连
续 的
S1
S3
两 段
S3-S1=2aT2
通式：SM-SN=（M-N）aT2
3T
3T
连
续 偶 数 段
由△X= aT 2得
a
(
x4
x5
x6 (
) 3T
( x1 )2
x2
x3
)
a
s后 s前 (nT )2
四、纸带上用逐差法求加速度
常见纸带数据呈现情形
a
sAE 2sAC （2T）2
=（s24 -T2） s22
3
9T 2
此方法能把各段位移都利用上，有效地减小了仅由两次位移
测量数据带来的偶然误差，这种方法被称为逐差法．
逐差法的实质是将纸带分为时间间隔相等的两大段来处理：
a
s后 s前 (nT )2
方法总结：两段法求加速度：（两计数点时间T）
逐差法的实质--------是将纸带分为时间间隔相等的两大段来处理：
Δs＝SⅡ－SⅠ＝ SⅢ－SⅡ =·······= sN－sN-1= aT 2
求加速度
应用一、求瞬时速度
A 5.8 B 9.6 C
S1
S2
13.4 D S3
mm 17.3 E S4
例：如图所示纸带，时间间隔为0.02s。
则可以得到，VB=SAC/tAC= 0.385 m/s VC=0.575 m/s （保留3位小数）
vt
2
v
s t
v0
vt
2
（2）做匀变速直线运动的物体，在任意两个相等 且相临的时间内的位移之差是一个常量，即 Δs＝SⅡ－SⅠ＝ SⅢ－SⅡ =·······= sN－sN-1= aT 2
图像证明
匀加速直线运动
V
s 定值
相等且相临时间内位移之 差 △s不变， △s=at2
Vt Vt-V0=at
习 如图是研究匀变速直线运动实验中打点时器 题 打出的纸带，每5个打点取一个计数点(每 导 隔四个点取一个计数点)，各计数点对应 入 在刻度尺上的示数已在图中示出，单位是
cm，交流电源50Hz。计数点间隔时间为 T= 0.10 s 。
一、纸带处理和数据分析
SⅠ SⅡ SⅢ SⅣ
SⅤ
SⅥ
(1)重要结论：中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度
由图读出第一、第二次闪光 汽车相距
S1=1.5×8=12米， 第二、第三次闪光汽车相距
S2=1.5×13.8 = 20.7米 由△S= a T2
得 a = （20.7 –12）/ 4 = 2.2 m/s2
0
5
10
15
20
25
答： B
针对训练
例2如图是用纸带拖动小车用打点计时器测定匀变速运动
的加速度打出的一条纸带 A、B 、C 、D 、E 为我们在纸带
V0
S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
O
t
t 2t 3t 4t 5t 6t 7t
思考：可不可以用公式推导证明？
一、纸带处理和数据分析
重要结论(1) ：中间时刻的瞬时速度 等于这段位移的平均速度
vt
2
v
s t
v0
vt
2
vt vt/2
v0 t/2 t
求瞬时速度
重要结论（2）做匀变速直线运动的物体，在任意两个相 临相且等的时间T内的位移之差恒定不变，即
应用二、求加速度
s1 s2
s3
s4
s5
s6
方法二：将位移s1与s4、s2与s5、s3与s6，进行分组，分为3组：
由Sm－Sn=(m－n)aT2得
a1
s4 s1 3T 2
a2
s5 s2 3T 2
a3
s6 s3 3T 2
a a1 a2 a3 (s4 s5 s6 ) (s1 s2 s3 )
第三章 匀变速直线运动的研究
实验：使用打点计时器研究匀变速直线运动
电磁打点计时器
电火花计时器
一 ` 两 种 打 点 计 时 1．打点计时器是一种的___打_点__计_时_ 仪器，电磁打点计时 器 器的工作电压是_6V交流__。电火花打点计时器的工作电压
是_ _ 220_V交流_,当电源频率是50赫兹时，它每隔_0.02S_ 打一次点。 2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接 得到的物理量是( AB ) A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度
上每隔四个点（或每五个点）所选的记数点。试求：
（1）打点计时器打下B 、C 、D 各点时小车的瞬时速度：
（2）小车的加速度。
cm
2.40 5.21 8.41
12.02
解：设相邻计数点的时间间隔为T=0.1s，则（1） vB=sAC/2T=0.26m/s， vC=sBD/2T=0.30m/s vD=sCE/2T=0.34m/s； （2）a=(SAE-2SAC)/(2T)2=0.40m/s2 ∴a=0.40m/s2。
课后练习
•1、如下图所示，某同学做测匀变速直线运动的加速度实验时， 从若干纸带中选出的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计 数点，图上注明了各计数点间距离的测量结果。
V8 m/s2（保留3位有效数字)
2、在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运动， 打点计时器每隔 打一个点，打出的纸带如图，选出 A、B 、C 、 D 、E 共 5个计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出，以 点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求得小车运动 的加速度a= 0.20 m/s2 。
思考：可不可以求VA？ VA= 0.195 m/s
应用二、利用纸带求加速度．
情形一：相临两段
·A
B
·
S1
情形二：不相临的两段
C
·
S2
S2数据缺失
T
T
T
A
B
C
S1
S3
S3-S2+S2-S1=2aT2
a=△s/T2=(S2-S1)/T2 D
通式：SM-SN=（M-N）aT2
应用二、求加速度．
情形三：连续多段（偶数段）
S1 S2 S3
S4
S5
S6
方法一：对纸带每个相临两段位移差分别求出加速 度，再求加速度的平均值．
a1
s2 T2
s1
,
a2
s3 s2 T2
L
a5
s6 s5 T2
a a1 a2 a3 a4 a5 5
(s2
s1)
(s3
s2
)
(s4 5T
s3 )
2
(s5
s4
)
(s6
s5 )
s6 s1 5T 2