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1、第一章9測定勻變速直線運動的加速度學習目標1.進一步練習使用打點計時器.2.會利用平均速度求瞬時速度.3.會利用vt圖像處理實驗數據，并據此判斷物體的運動性質.4.能根據實驗數據求加速度.5.了解誤差和有效數字.內容索引自主預習梳理 重點知識探究 當堂達標檢測自主預習梳理1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動的方法沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間內的位移分別為x1，x2，x3，x4xn，若x xnxn1，則說明物體在做勻變速直線運動，且x .一、實驗原理一、實驗原理圖1x2x1x3x2x4x3aT22.測定勻變速直線運動加速度的方法(1)圖像法先根據“平均速度”法求出各計數點的速度vn .作v

2、t圖像，求出圖像的斜率即物體的 .(2)利用位移差公式xn1xn 得a ，其中T為兩計數點之間的時間間隔.逐差法若紙帶上選出多個計數點，可用逐差法求加速度.aT2加速度二、實驗器材二、實驗器材打點計時器、 、紙帶、一端附有滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、 、坐標紙.交流電源刻度尺三、實驗步驟三、實驗步驟1.如圖2所示，把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在長木板沒有滑輪的一端，連接好電路.圖22.把一條細繩拴在小車上，使細繩水平跨過滑輪，下面掛上適當的鉤碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行.3.把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車的后面.4

3、.把小車停在靠近 的位置，先 ，后 ，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器在紙帶上打下一行小點，隨后立即關閉電源.換上新紙帶，重復操作三次.打點計時器接通電源釋放小車四、數據處理四、數據處理1.挑選紙帶并測量在三條紙帶中選擇一條點跡最清晰的.為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點跡，找一個適當的點當作計時起點(0點)，每5個點(相隔0.1 s)取一個計數點進行測量，如圖3所示.(相鄰兩點間還有4個點未畫出)圖32.瞬時速度的計算和記錄(2)設計表格并記錄相關數據位置1234567時刻t/s0.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1) 3.作出小車運動的vt圖像(1)定標度：坐標軸的標度選

4、取要合理，應使圖像大致分布在 .(2)描點：在坐標紙上確定出各個坐標點的位置.(3)連線：用一條 或直線“擬合”這些點.坐標平面中央平滑的曲線五、注意事項五、注意事項1.開始釋放小車時，應使小車 打點計時器.2.先 ，打點計時器正常工作后，再 ，當小車停止運動時要及時斷開電源.3.要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數點，即時間間隔為T0.02 s s.4.描點時最好用坐標紙，在縱、橫坐標軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點.靠近接通電源放開小車50.1六、誤差和有效數字六、誤差和有效數字1.誤差：測量值與 之間的差異叫做誤差，誤差按產生原因可分為系統(tǒng)誤差和偶

5、然誤差.(1)系統(tǒng)誤差產生原因：由于儀器本身 ，或實驗方法 ，或實驗原理_產生的.特點：當多次重復測量時，測量值總是同樣的 或 .減小系統(tǒng)誤差的方法：校準測量 ，改進實驗 ，完善實驗 .真實值不精確粗略不完善偏大偏小儀器方法原理(2)偶然誤差產生原因：由于各種偶然因素對實驗者、 、被測 的影響而產生的.特點：測量值和真實值相比有時偏大、有時 ，并且偏大和偏小的 相同.減小偶然誤差的方法：多次測量求 .測量儀器物理量偏小概率平均值2.有效數字(1)可靠數字：通過直接讀數獲得的 .(2)存疑數字：通過 得到的數字.(3)有效數字：帶有一位 的全部數字.(4)凡是用測量儀器直接測量的結果，讀數一般要

6、求在讀出儀器最小刻度所在位的數值(可靠數字)后，再向下估讀 (存疑數字).(5)運算結果一般可用23位有效數字表示.準確數字估讀存疑數字一位重點知識探究一、實驗操作例例1 在“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中，某同學進行了以下實驗操作步驟，試找出其中錯誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號G).A.拉住小車，將小車移到靠近打點計時器的一端后，放開小車，再接通電源B.將打點計時器固定在長木板無滑輪的一端，并接好電路C.把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著適當的鉤碼D.取下紙帶，再斷開電源E.將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔F.從所打的紙帶中選取理想的紙帶進行測量分析錯誤和遺

7、漏：_；_；G._；正確的步驟順序為_.答案A中應先接通電源，再放開小車D中應先斷開電源，再取下紙帶換上新紙帶，重復操作兩次BCEADGF二、利用vt圖像法求加速度例例2 在做“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中：(1)實驗提供了以下器材：電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩 、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙、彈簧測力計.其中在本實驗中不需要的器材是_.答案彈簧測力計(2)如圖4甲所示是某同學由打點計時器得到的表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點間還有四個點沒有畫出，打點計時器打點的時間間隔T0.02 s，則相鄰兩個計數點間的時間間隔為_ s.其中x17

8、.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.解析答案如下表列出了打點計時器打下B、C、E、F時小車的瞬時速度，請在表中填入打點計時器打下D點時小車的瞬時速度.圖40.1位置BCDEF速度/(ms1)0.7370.8010.9280.9940.864(3)以A點為計時起點，在圖乙所示坐標系中畫出小車的速度時間關系圖線.解析答案解析解析小車的速度時間關系圖線如圖所示.答案答案見解析圖(4)計算出的小車的加速度a_ m/s2.解析解析在vt圖像中，圖線的斜率表示加速度的大小，則a 0.64(0.01) m/s2.0.64(0.0

9、1)解析答案1.在坐標紙上畫vt圖像時，注意坐標軸單位長度的選取，應使圖像盡量分布在坐標平面中央.2.利用描出的點作vt圖像時，不要將相鄰的點依次相連成折線，而應使大多數點在直線(或曲線)上，不在線上的點均勻分布在直線(或曲線)兩側，個別離線較遠的點應舍去.特別提醒特別提醒三、利用逐差法求加速度其中T為相鄰兩個計數點間的時間間隔，這樣使所給的數據得到了有效利用，達到了減小誤差的目的.例例3 如圖5所示，是某同學測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選取的一條紙帶的一部分.他每隔4個點取一個計數點，圖上注明了他對各個計數點間距離的測量結果.(1)為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算

10、，填入表內.(單位：cm，電源頻率為50 Hz)圖5x2x1x3x2x4x3x5x4x6x5 各位移差與平均值最多相差_ cm，即各位移差與平均值最多相差_ %.由此可得出結論：小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內的位移之差，在誤差允許的范圍內相等，所以小車的運動是_.1.601.551.621.531.611.580.053.2勻加速直線運動解析答案解析解析x2x11.60 cm；x3x21.55 cm；x4x31.62 cm；x5x41.53 cm；x6x51.61 cm；、各位移差與平均值最多相差0.05 cm，即各位移差與平均值最多相差3.2%.由此可得出結論：小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內

11、的位移之差，在誤差允許的范圍內相等，所以小車的運動是勻加速直線運動.(2)小車的加速度a_ m/s2(保留三位有效數字).解析答案1.58當堂達標檢測1.在“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中，下列說法正確的是A.通過調節(jié)，使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上B.坐標軸單位長度越小越好C.開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后取紙帶D.鉤碼的質量越大越好解析答案1212解析解析實驗中調節(jié)滑輪的高度使小車、紙帶、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上，所以A正確；要適當地選取坐標軸的單位長度使圖像盡量分布在較大的坐標平面內，B錯誤；開始前要先接通電源后松開紙帶，打完點要先斷開電源后

12、取紙帶，這樣可以使實驗更精確，所以C正確；鉤碼的質量要適中，不要太大也不要太小，D錯誤.2.某同學學習了“自由落體運動”后，想到既然自由落體也是勻變速直線運動，那就可以設計一自由落體運動來測量自由落體加速度g.于是和同學合作，按照如圖6甲所示的裝置來進行試驗.解析答案12解析解析電火花計時器是計時儀器.(1)實驗室中電火花計時器是_儀器.計時圖6(2)該同學實驗時讓重物從靜止下落，并且測量了第1、2點的間距接近_ mm，就可以確保重物做的是自由落體運動.解析答案122測量了第1、2點的間距接近2 mm，可以確保重物做的是自由落體運動.(3)做完實驗，選擇了一條紙帶，并截取了中間某一段，如圖乙，已知時間間隔為T.則測量C點速度vC_，重力加速度g_.(寫表達式)解析答案12(4)另一同學計算了其中連續(xù)5個點的速度，如下表，請在圖丙中描繪出該運動的vt圖像.解析答案1212345v/(ms1) 1.0951.3851.4751.6651.855t/s0.020.040.060.080.10通過圖像得出重力加速度g_m/s2，產生偏差的原因_.答案答案見解析圖9.71受到阻力的作用12解析解析速度時間圖像如圖所示.重力加速度g 9.71 m/s2，產生偏差的原因是受到阻力的作用.