歡迎進(jìn)入物理課堂 第一章 第9節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦么螯c(diǎn)紙帶研究小車的運(yùn)動(dòng)情況 從而求出小車運(yùn)動(dòng)的速度和加速度 二 實(shí)驗(yàn)原理利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出紙帶 測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間距 計(jì)算出各時(shí)刻的速度 三 實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 紙帶 交流電源 小車 細(xì)繩 一端固定有滑輪的長(zhǎng)木板 刻度尺 鉤碼 若干 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 如圖1 9 2所示 把一端裝有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上 并使滑輪伸出桌面 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端 連接好電路 圖1 9 2 2 把細(xì)繩拴在小車上 并在另一端掛上適當(dāng)?shù)你^碼 使之跨過(guò)定滑輪 調(diào)整裝置 使小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行 3 把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 并將其一端固定在小車的后面 4 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 接通電源 放開(kāi)小車 讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng) 于是 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn) 換上新紙帶 重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次 五 數(shù)據(jù)處理1 表格法 1 從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶 舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn) 在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn) 作為計(jì)數(shù)始點(diǎn) 以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 并標(biāo)明0 1 2 3 4 測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x 并記錄填入表中 2 分別計(jì)算出與所求點(diǎn)相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離 x1 x2 x3 3 利用一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求得各計(jì)數(shù)點(diǎn)1 2 3 4 5的瞬時(shí)速度 填入上面的表格中 4 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù) 分析速度隨時(shí)間怎么變化 圖1 9 3 2 圖像法 1 在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系 橫軸表示時(shí)間 縱軸表示速度 并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn) 2 畫(huà)一條直線 讓這條直線通過(guò)盡可能多的點(diǎn) 不在直線上的點(diǎn)均勻分布在直線的兩側(cè) 偏差比較大的點(diǎn)忽略不計(jì) 如圖1 9 3所示 3 觀察所得到的直線 分析物體的速度隨時(shí)間的變化規(guī)律 六 注意事項(xiàng) 1 開(kāi)始釋放小車時(shí) 應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2 先接通電源 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后 再放開(kāi)小車 當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)要及時(shí)斷開(kāi)電源 3 要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞 在小車到達(dá)滑輪處之前及時(shí)用手按住它 4 牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng) 以免加速度過(guò)大而使紙帶上的點(diǎn)太少 或者加速度太小 而使各段位移無(wú)多大差別 從而使誤差增大 加速度的大小以能在50cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取得六 七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 5 要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn) 一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 即時(shí)間間隔為T(mén) 0 02 5s 0 1s 6 描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙 在縱 橫坐標(biāo)軸上選取合適的單位 用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn) 七 誤差和有效數(shù)字1 誤差 1 定義 在測(cè)量中 測(cè)出的數(shù)值 測(cè)量值 與真實(shí)值之間的差異叫做誤差 2 分類 系統(tǒng)誤差和偶然誤差 3 系統(tǒng)誤差 產(chǎn)生 儀器本身不精確 實(shí)驗(yàn)方法粗略或?qū)嶒?yàn)原理不完善產(chǎn)生的 系統(tǒng)誤差的特點(diǎn) 多次重復(fù)測(cè)量時(shí) 測(cè)量值總是大于 或小于 真實(shí)值 減小系統(tǒng)誤差的方法 校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器 或使用更精密測(cè)量?jī)x器 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法 完善實(shí)驗(yàn)原理等 4 偶然誤差 產(chǎn)生 由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者 測(cè)量?jī)x器 被測(cè)物理量的影響而產(chǎn)生的 特點(diǎn) 測(cè)量值與真實(shí)值相比有時(shí)偏大 有時(shí)偏小 并且偏大和偏小的概率相同 減小方法 多次重復(fù)測(cè)量求平均值 5 誤差與錯(cuò)誤的區(qū)別 誤差不是錯(cuò)誤 一般情況下誤差不可以避免 只能想辦法減小 而錯(cuò)誤是由于操作不當(dāng)引起的 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以避免 2 有效數(shù)字 1 可靠數(shù)字 通過(guò)直接讀數(shù)獲得的準(zhǔn)確數(shù)字 2 存疑數(shù)字 通過(guò)估讀得到的那部分?jǐn)?shù)字 3 有效數(shù)字 測(cè)量結(jié)果中能夠反映被測(cè)量大小的帶有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字 3 本實(shí)驗(yàn)的誤差分析 1 電壓頻率不穩(wěn)定引起打點(diǎn)誤差 2 測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間距時(shí)產(chǎn)生的誤差 3 木板粗糙程度不同 導(dǎo)致摩擦不均勻產(chǎn)生的誤差 4 作v t圖像時(shí)單位選擇不合適或描點(diǎn)不準(zhǔn)確產(chǎn)生誤差 實(shí)驗(yàn)誤差分析 例1 在 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 實(shí)驗(yàn)中 下列方法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是 A 選取計(jì)數(shù)點(diǎn) 把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B 使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C 舍去紙帶上開(kāi)始時(shí)密集的點(diǎn) 只利用點(diǎn)跡清晰 點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量 計(jì)算D 適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù) 解析 選取計(jì)數(shù)點(diǎn)可以使相鄰點(diǎn)間的間隔增大 用直尺測(cè)量這些點(diǎn)間的間隔時(shí) 在一次測(cè)量絕對(duì)誤差基本相同的情況下 相對(duì)誤差較小 選項(xiàng)A正確 在實(shí)驗(yàn)中如果小車運(yùn)動(dòng)的加速度過(guò)小 打出的點(diǎn)子就很密 長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差較大 測(cè)量的準(zhǔn)確度會(huì)降低 因此小車運(yùn)動(dòng)的加速度大一些較好 如果小車的加速度控制較好 以能在50cm長(zhǎng)的紙帶上清楚地取出7 8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜 選項(xiàng)B錯(cuò) 誤 若適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù) 意味著適當(dāng)增大小車運(yùn)動(dòng)的加速度 選項(xiàng)D正確 為了減小長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差 舍去紙帶上過(guò)于密集 甚至分辨不清的點(diǎn)是必要的 選項(xiàng)C正確 答案 ACD 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 例2 如圖1 9 4中給出了某次實(shí)驗(yàn)所打的紙帶 從0點(diǎn)開(kāi)始 每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn) 其中0 1 2 3 4 5 6都為計(jì)數(shù)點(diǎn) 測(cè)得 x1 1 40cm x2 1 90cm x3 2 38cm x4 2 88cm x5 3 39cm x6 3 87cm 圖1 9 4 1 在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1 2 3 4 5時(shí) 小車的速度分別為 v1 cm s v2 cm s v3 cm s v4 cm s v5 cm s 2 作出速度 時(shí)間圖像 并由圖像求出小車的加速度a cm s2 2 從0點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí) 圖像如圖所示 取A B兩點(diǎn)計(jì)算加速度 答案 1 16 5021 4026 3031 3536 30 2 49 67 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全