逐差法求加速度

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专题：逐差法求加速度

3
(3T )2
OA B
C
D
E
X1 X2
X3
X4
X5
a

a 1
2
a 2
（x 4

x5） (x2 (2T )2

x3 )
1．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.
9T 2
，其中T＝0.05 s，x6＋x5＋x4＝7.20 cm－1.80 cm＝ 5.40 cm， x1＋x2＋x3＝1.80 cm，代入数据得a＝1.6 m/s2.
总结：两段法求加速度：（两计数点时间T）
3T
3T
由△X= aT 2得
a a1 a2 a3 (x4 x5 x6 ) (x1 x2 x3 )
(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？
2.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)
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 t
求解。
v/(m/s) 0.40 0.30 0.20 0.10
o
×
× × ×

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。

逐差法求解加速度

2.几个推论:
(1)平均速度公式：－v ＝xt ＝v0＋2 v
(2)中间时刻速度公式：vt/2＝v0＋2 v
(3)中间位置速度公式：vx/2＝
v2 0
v2
2
(4) Δx＝xn-xn-1=aT2 xm-xn=(m-n)aT2
3．解题时巧选公式的基本方法 (1)如果题目中无位移 x，也不需求位移，一般选用速度公式 v＝ v0＋at. (2)如果题目中无末速度 v，也不需求末速度，一般选用位移公式 x＝v0t＋12at2. (3)如果题中无运动时间 t，也不需要求运动时间，一般选用导出公式 v2－v20＝2ax. (4)如果题目中没有加速度 a，也不涉及到加速度的问题，用－v ＝ xt ＝v0＋2 v计算比较方便．
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6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。 2020年 12月12 日星期六上午 9时38 分49秒0 9:38:49 20.12.1 2
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7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。。20 20年12 月上午 9时38 分20.12. 1209:3 8December 12, 2020
3、从斜面上某一位置，每隔0.1 s无初速度释放一颗相同的小球，连续放下几颗后，某时刻对在斜面上滚动
的小球摄下照片，如下图所示，测得：AB＝15 cm，BC
＝20 cm.试求： (1)小球的加速度；
(2)拍摄时刻B球的速度vB； (3)D与C的距离； (4)A球上方正在滚动的球的个数．
4、如图所示，光滑斜面AE被分成四个
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3、越是没有本领的就越加自命不凡。 20.12.1 209:38: 4909:3 8Dec-20 12-Dec-20
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4、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。 09:38:4 909:38: 4909:3 8Saturday, December 12, 2020

逐差法物理实验

逐差法求加速度一、用逐差法求加速度的原因：如果物体做匀变速直线运动，S1，S2……Sn为其在连续相等时间T内的位移，a为其加速度，T 为相等时间间隔值，则有假如用相邻的距离之差ΔS1，ΔS2……ΔSn-1分别除以T的平方，再取其平均值，有从上式中可以看成，在取算术平均值的过程中，中间各数值S2，S3，S4……Sn－1都被消去，只剩下首尾两个数值S1、Sn起作用，因而不能起到利用多个数据减少偶然误差的作用。

二、逐差法（1）偶数段逐差法是把连续的数据（必须是偶数个）S1，S2，S3……Sn从中间对半分成两组，每组有m＝n ／2个数据，前一半为S1，S2，S3……Sm，后一半为Sm+1，Sm+2……Sn，将后一半的第一个数据减去前一半的第一个数据得，后一半的第二个数据减去前一半的第二个数据，则由这些差值求得的加速度分为：。

取这样得到的加速度的平均值从上式可以看出，所有的数据S1，S2……Sn都用到了，因而减少了偶然误差。

例：以下纸带记录了某匀变速运动物体的位移，每段位移时间间隔均为T 。

如果计算该物体的加速度，可以将这四段位移分成两大段：S OB 和S BD ，每段的时间均为2T ，所以加速度为212342)2()()()2(T S S S S T S S a OB BD +-+=-=（2）奇数段如果连续的数据是奇数个S1，S2，S3……Sn ，则舍去最中间的数据，其余分成两组，每组有m ＝（n-1）／2个数据，前一半为S1，S2，S3……Sm ，后一半为Sm+2，Sm+3……Sn ，将后一半的第一个数据减去前一半的第一个数据得2121)1(aT m S S S m +=-=∆+，后一半的第二个数据减去前一半的第二个数2232)1(aT m S S S m +=-=∆+，第n 个数据减去前一半最后一个数据2)1(aT m S S S m n m +=-=∆，则由这些差值求得的加速度分为：2222211)1(,)1(,)1(T m s a T m s a T m s a m m +∆=+∆=+∆=。

2.3.3逐差法求加速度

( x4 x5 ) ( x2 x1 )
a1 a2
a
a
6T 2
2
( x4 x5 x6 ) ( x1 x2 x3 )
a
9T 2
逐差法求加速度
( x4 x3 ) ( x1 x2 )
a
2
4T
( x4 x5 ) ( x2 x1 )
a
6T 2
第二章匀变速直线运动的研究
2. 3.3 实验匀变速直线运动的实验研究—纸带分析
逐差法求加速度
一、实验目的
(1)练习正确使用打点计时器
(2)会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度
(3)会利用纸带探究小车速度随时问变化的规律，并能画出小车运动的
v-t 图象，根据图象求加速度。
二、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、
=
=4 22源自3、应用纸带求解物体的加速度：逐差法求加速度(奇数段)
B
D
O A
C
X1
X2
X3
X4
E
X5
去掉
如图所示，如果纸带上测得连续5个相同时间T内的位移x1、x2、x3、…、x5
去中间一段留连续部分
由Xm－Xn=(m－n)aT2得
奇数≥5
x4 x1
x5 x2
a2
2
a1
2
3T
3T
条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。
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。
t
v/(m/s)
0.40
×
×
0.30
×

逐差法求加速度应用分析

逐差法求加速度应用分析一、由于匀变速直线运动的特点是：物体做匀变速直线运动时，若加速度为a，在各个连续相等的时间T内发生的位移依次为S1、S2、S3、……S n，则有S2-S1=S3-S2=S4-S3=……=S n-S n-1=aT2即任意两个连续相等的时间内的位移差相符，可以依据这个特点，判断原物体是否做匀变速直线运动或已知物体做匀变速直线运动，求它的加速度。

例1：如下图所示，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，图上注明了他对各计算点间距离的测量结果。

试验证小车的运动是否是匀变速运动？解：S2-S1=1.60 S3-S2=1.55 S4-S3=1.62 S5-S4=1.53 S6-S5 =1.63故可以得出结论：小车在任意两个连续相等的时间里的位移之差，在实验误差允许的范围内相等，小车的运动是匀加速直线运动。

这样求加速度，可以吗？相当于只用了S6与S1两个数据，这样起不到用多组数据减小误差的目的。

很显然，若题目给出的条件是偶数段分组求解，分别对应：练习1．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 ）s 2-s 1 s 3-s 2 s 4-s 3 s 5-s 4 s 6-s 5 s各位移差与平均值最多相差______cm ，由此可以得出结论：小车的位移在________范围内相等，所以小车的运动是________。

（2）物体的加速度a=______m/s 2。

2．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）计算各点瞬时速度 v A =______m/s ，v B =______m/s ，v C =______m/s ， v D =______m/s ，v E =______m/s 。

教学补充：逐差法求加速度(课堂PPT)

a1
XCDXAB 2T2
a2
XDEXBC 2T2
a a 1 2 a 2 X C D X D 4 T E 2 X A B X B C 2 . 5 m / 8 s 2
ΔX＝XDE－XCD＝XCD－XBC＝XBC－XAB
代入数据得XAB＝5.99 cm.
完
教学补充：
逐差法求加速度
27.05.2020
逐差相等关系
一、逐差相等关系
前提条件
做匀变速直线运动的物体，在任意两个连续相等的时
间间隔T内，位移之差是一个常量即Δx＝x2－x1＝ x3－x2 =·······= xn－xn-1= aT 2
X1 X2 X3
X4
X5
X6
推论：Xm－Xn=(m－n)aT2
的加用速度a 偶可T然以x2 误从差纸太带大上，求最得好加多速次度测，量但求利平用均一值个。Δx求得
X1 X2 X3
X4
X5
X6
求平均值的方法可以有两个：
一是求各段Δx的平均值，用Δx求加速度;
二是对每一个位移差分别求出加速度，再求加速度的平均值。
缺陷
二、用逐差法求加速度
一是求各段Δx的平均值，用Δx求加速度;
3T
3T
X1 X2 X3
X4
X5
X6
由△X= aT 2得
a(x4x5x(63 )T ()2 x1x2x3)
练习
练习
某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动。电源频率为50Hz。实验时得到一条纸带如下图所示．他在纸带上便于测量的地方选取第1个计时点，在这点下标明
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，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 ___0_._9_8_6_m/s，小车运动的加速度大小为___2_._5_8__m/s2， A、B 的距离应为___5_._9_9__cm.(保留三位有效数字)

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。

逐差法求解加速度(共12张PPT)

(1)小球的加速度；为了减小偶然误差
(4)A球上方正在滚动的球的个数．
(2)拍摄时刻B球的速度vB；则 x4－x1＝（4-1）aT2＝3aT2
练习3、在研究匀变速直线运动的实验中，用打点计时器打出的一条纸带如图所示，A、B、C、D、E为时间间隔为0. 物体到达(dàodá)各点的速度
(3)D与C的距离； (2)小车的加速度为________．
第六页，共12页。
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 (dānwèi)是cm。试计算小车的加速度为多大？
第七页，共12页。
练习3、在研究匀变速直线运动的实验中，用打点计时器打出的一条纸带如图所示，A、B、C、 D、E为时间间隔为0.1 s的相邻计数点．
1 s无初速度释放一颗相同的小球，连续放下几颗后，某时刻对在斜面上滚动的小球摄下照片，如下(rúxià)图所示，测得：AB＝15 cm，
(4)A球上方正在滚动的球的个数． BC＝20 cm.
如果物体做匀变速直线运动，即a恒定，则Δx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。应用(yìngyòng)：分析纸带时常用此方法及规律 1、速度(sùdù)公式：则 x4－x1＝（4-1）aT2＝3aT2 2．掌握逐差法求解加速度的方法。如果物体做匀变速直线运动，即a恒定，则Δx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。 2、在“探究小车(xiǎochē)速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、 4、5、6都为计数点。

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。