第一章運動的描述

1、第一章 運動的描述第9節(jié) 實驗：測定勻變速直線運動的加速度目標(biāo)導(dǎo)航1.復(fù)習(xí)打點計時器的相關(guān)知識，會用打點計時器紙帶讀出某區(qū)間的平均速度與某點的瞬時速度；2.會用打點計時器測量物體做勻變速直線運動的加速度；3.知道誤差的基本知識。課前預(yù)習(xí)自主學(xué)習(xí)1.實驗步驟（1）一端附有_的長木板放在實驗桌上，打點計時器固定在長木板的_.（2）紙帶穿過打點計時器的_，固定于小車的后面，細(xì)繩的一端拴在小車的前端，跨過定滑輪，另一端掛上適當(dāng)?shù)腳.（3）將小車停在_的位置，先_后釋放紙帶.（4）打完一次紙帶后立即_，換上紙帶，重復(fù)操作三次.2.數(shù)據(jù)處理（1）在三條紙帶中選取一條_的紙帶.為了便于測量，舍掉開頭一些過于

2、密集的點跡，找一個適當(dāng)?shù)狞c作為_.（2）可以選擇相隔t的點為_進(jìn)行測量，記入自己設(shè)計的表格，得出各計數(shù)點的瞬時速度.3.作出速度時間圖象（1）在_圖象中進(jìn)行描點，通過觀察思考，找出這些點的分布規(guī)律.（2）根據(jù)描點作出速度時間圖象.問題發(fā)現(xiàn) 課堂突破探究1實驗操作的有關(guān)問題打點計時器在使用時應(yīng)該注意哪些問題？典例1在測定勻變速直線運動的加速度時， (1)在如下實驗步驟中，正確合理的排列順序為 A把電火花計時器固定在桌子上B安好紙帶C松開紙帶讓物體帶著紙帶運動D接通220V交流電源E按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(2)在安放紙帶時，要檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在 ，還要檢查是否夾在兩條紙帶之間?！練w

3、納反思】 探究2描繪與識別速度圖象圖象描點的原理是用平均速度替代該段時間中間時刻的瞬時速度作速度圖象時,要注意作圖規(guī)范,包括坐標(biāo)軸上物理量、單位，恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度、仔細(xì)描點、探究物理規(guī)律········BCDEFAO·典例2如圖是小車在斜面上運動時，通過打點計時器所得的一條紙帶 (A、B、C、D、E、F每相鄰的兩點間都有四個點未畫出)，測得各段長度為OA=6.05cm、OB=13.18cm、OC=21.40cm、OD=30.70cm、OE=41.10cm、OF=52.58cm，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，求出B、C、D、E等

4、各點的速度，畫出速度圖象（取A點為計時開始），并求出小車的加速度（打點計時器電源的頻率為50Hz）【歸納反思】 探究3逐差法求加速度讓我們再來仔細(xì)地研究一下實驗時在紙帶上打出的點：(1)通過紙帶上打出的點怎樣判斷小車做勻變速直線運動？ (2)除了用根據(jù)速度-時間圖像求小車加速度，利用紙帶上打出的點還有其他的計算方法嗎？請做出分析與說明。典例3左········6.046.436.817.20ABCDE右某同學(xué)利用電火花計時器探究由靜止開始豎直下落的物體的運動他把重錘固定在紙帶下端，讓紙帶穿過電火花計時器，然后把紙帶

5、的上端用鐵夾子固定在鐵架臺上先調(diào)整電火花計時器的放電頻率為50Hz，再接通電源，使它工作起來，然后釋放紙帶重錘帶動紙帶豎直下落，紙帶上被電火花打出一系列的點跡，如圖所示其中A、B、C、D、E是連續(xù)打出的幾個點，下面標(biāo)注的數(shù)字是相鄰兩點間的距離，單位是cm（1）重錘固定在紙帶的 端（選填“左”或“右”）（2）由紙帶上給出的幾個數(shù)據(jù)判斷，重錘的運動是不是勻變速直線運動？根據(jù)是什么？答： （3）根據(jù)紙帶給出的數(shù)據(jù)，求出重錘下落的加速度a= m/s2，以及電火花打C點時重錘的速度v= m/s【歸納反思】 探究4研究勻變速直線運動的其它常用方法（1）如圖所示是一小球運動的頻閃照片，頻閃的時間間隔為T=0

6、.05s，能否求出小球運動的加速度？x1x2x3x4x5x6vt（2）在利用打點計時器探究小車運動規(guī)律的實驗中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點取一個記數(shù)點，測出每兩個相鄰記數(shù)點間的距離分別為x1、x2、x6，然后他把紙帶上x1、x2、x6各段準(zhǔn)確地剪成6段，按如圖那樣貼在坐標(biāo)紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準(zhǔn)確地與橫軸重合，x1的左邊準(zhǔn)確地與縱軸重合，橫軸為時間軸，縱軸為速度軸，該同學(xué)在這個圖中作出了v-t圖象，并由圖象求出了加速度a，請說明他是如何作出速度圖象并求出加速度a的。典例4一個小球沿斜面向下運動，用每隔0.1s曝光一次的頻閃相機拍攝不同時刻小球位置的照片，如圖所示測得小球在A、B

7、、C、D各點相對于O點的位移分別為OA=8.20cm、OB=17.49cm、OC=27.90cm、OD=39.39cm，則小球運動的加速度有多大？OABCD當(dāng)堂展示1.利用打點計時器測定小車的加速度，如圖給出了該次實驗中，從0點開始，每5個點取一個計數(shù)點的紙帶，其中1、2、3、4、5、6都為記數(shù)點。測得：S1=1.40cm，S2=1.90cm，S3=2.40cm，S4=2.90cm，S5=3.40cm，S6=3.90cm。 234567S1S2S3S4S5S6（1）在計時器打出點2、3、4、5、時，小車的速度分別為：V2= cm/s，V3= cm/s ， V4= cm/s，V5= cm/。 （

8、2）在右邊的坐標(biāo)紙上作出速度時間圖象(從計數(shù)點“1”開始計時)。（3）小車的加速度為 m/s2（取二位有效數(shù)字）。2.在用接在50 Hz交流電源上的打點計時器測定小車做勻加速直線運動的加速度的實驗中，得到如圖所示的一條紙帶，從比較清晰的點開始起，每5個打印點取一個計數(shù)點，分別標(biāo)上0、1、2、3、4量得0與1兩點間的距離s1=30 mm，3與4兩點間的距離s4=48 mm，則小車在0與1兩點間平均速度為_，小車的加速度為_.23450第9節(jié) 實驗：測定勻變速直線運動的加速度班級 姓名 評價 課時作業(yè)1. 在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，為了減小測量小車運動加速度的相對誤差，下列措施中

9、有益的是（ ）A. 使小車運動的加速度盡量小一些B. 適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼的個數(shù)C. 在同樣條件下打出多條紙帶，選其中一條最理想的進(jìn)行測量和計算D. 舍去紙帶上較密集的點，然后選取計數(shù)點進(jìn)行計算2. 在本節(jié)“實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”中，算出各計數(shù)點小車的瞬時速度如下表：計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應(yīng)的時刻t/s0.10.20.30.40.50.6小車的瞬時速度v/(cm· s-1)44.062.081.0100.0110.0168.0為了算出小車的加速度，最好的方法是（ ）A. 根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式算出加速度B. 依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平

10、均值作為小車的加速度C. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，量出其傾角，由公式算出加速度D. 根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出vt圖象，由圖象上任意兩點所對應(yīng)的速度，用公式算出加速度MNbcda 3一個小車M上裝有一個滴墨水的容器，每分鐘滴出120滴墨水。重物N通過滑輪用繩拉動小車做勻加速直線運動，小車經(jīng)過處，在桌面上留下一系列墨滴，如圖所示，測出ab=0.12m，bc=0.14m，cd=0.16m。則小車在b點、c點處的瞬時速度分別為_m/s和_m/s。小車運動的加速度為_m/s2。圖乙4某同學(xué)做“測定小車勻加速直線運動的加速度”的實驗時，打點計時器所用電源的頻率是50Hz，在實驗中得到點跡清晰的一條紙帶，他把某一

11、點記作，再選依次相鄰的6個點作測量點，分別標(biāo)以A，B，C，D，E，F(xiàn)，如圖甲所示如果測得C，D兩點相距2.70cm，D，E兩點相距2.90cm，則小車在打D點時的速度是 ms圖甲OABCDEF如果該同學(xué)分別算出小車打各點的速度，然后把數(shù)據(jù)標(biāo)示在vt圖像上(如圖乙所示)，由此圖像可求得小車的加速度a ms2 5在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間，打點計時器所用電源的頻率為50Hz，圖 為做變速直線運動的小車帶動的紙帶上記錄的 一些點，在每相鄰的兩點中間都有四個點未畫出，時間順序取0、1、2、3、4、5六個點，用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離分別是（單位

12、：厘米）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94。由此可得出小車的加速度大小為 m/s2，方向 ，經(jīng)過2點速度為 6做勻加速直線運動的小車，牽引一條紙帶通過打點計時器，交流電源的頻率為50Hz，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶，按圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶段粘貼在直角坐標(biāo)系中，則小車運動的加速度是 m/s2（保留兩位有效數(shù)字）。交流臺在本節(jié)課學(xué)習(xí)中你還存在哪些疑難問題？由本節(jié)課學(xué)習(xí)你引發(fā)了哪些新問題？教師答疑教師評價批改日期第9節(jié) 實驗：測定勻變速直線運動的加速度參考答案課堂突破典例1解析:合理的順序應(yīng)為ABDEC墨粉紙盤應(yīng)套在紙盤

13、軸上，目的是使它可以轉(zhuǎn)動，均勻地被利用墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，目的是使墨粉紙盤可以更好地轉(zhuǎn)動典例2點撥：勻變速直線運動某段時間內(nèi)的平均速度，就等于這段時間中間時刻的瞬時速度（想一想：為什么？）小車的加速度可按例1所選的方法求出解析:B、C、D、E等各點的速度分別為v/(m·s-1)t/s00.10.20.30.40.50.60.81.01.2····圖2-1-4圖24cm/s=0.7675m/s cm/s=0.8760m/scm/s=0.9850m/s cm/s=1.094m/s速度圖象如圖2-1-4所示 由速度圖象上任意兩點所對應(yīng)的速度，算

14、出加速度為=1.09m/s2點評:在畫圖象時，為了拉開坐標(biāo)值之間的距離，坐標(biāo)原點有時可以不從0開始例如，本題的速度圖象為了拉開速度值之間的距離，縱坐標(biāo)就是從0.6m/s開始的典例3左········6.046.436.817.20ABCDE右點撥：用逐差法求加速度勻變速直線運動某段時間內(nèi)的平均速度，就等于這段時間中間時刻的瞬時速度解析：（1）紙帶左端的點跡密集，說明重錘固定在紙帶的左端（2）由紙帶上給出的幾個數(shù)據(jù)判斷，重錘的運動是勻變速直線運動因為在實驗誤差范圍內(nèi)，相鄰的相等時間間隔內(nèi)的位移差相等，即BCABCDB

15、CDECD（3）由m/s2=9.625m/s2, m/s2=9.625m/s2,可得重錘下落的加速度 =9.625m/s29.63m/s2電火花打C點時重錘的速度m/s=3.31m/s點評：用逐差法求加速度時，若可利用的間隔數(shù)為偶數(shù)，可將計數(shù)點間隔平分成前后兩組；若可利用的間隔數(shù)為奇數(shù)，可將居中的間隔舍去，再將計數(shù)點間隔平分成前后兩組計算時，還應(yīng)注意公式的調(diào)整例如，若每組有三個間隔，則求加速度的公式中，分子上是相隔三個間隔的位移之差，因而分母上是3t2；而本例可利用的間隔只有四個，分為兩組，每組只有兩個，則求加速度的公式中，分子上是相隔兩個間隔的位移之差，因而分母上是2t2，不能搞錯典例4點撥

16、：頻閃相機每隔0.1s曝光一次，故照片上出現(xiàn)的小球相鄰兩個像之間的時間間隔為0.1s解析：由 AB=OBOA=(17.498.20)cm=9.29cm, BC=OCOB=(27.9017.49)cm=10.41cm, CD=ODOC=(39.3927.90)cm=11.49cm，可得cm/s2=1.105m/s2,cm/s2=1.100m/s2,從而，小球運動的加速度m/s2=1.103m/s2點評：頻閃相機頻閃一次只記錄一個影像，事先要計劃主體運動速度和單張底片所需影像的數(shù)目，并以此為根據(jù)來較為精確地設(shè)定合適的頻閃次數(shù)與間隔由于照片尺寸不一定于實際情況相符，所以處理閃光照片時有時不能像處理紙

17、帶那樣用刻度尺直接測量兩閃光點之間的距離，而應(yīng)該把該物體放在一背景坐標(biāo)中，物體的位移直接從坐標(biāo)上讀出這種實驗方法與使用打點計時器相比，避免了紙帶與限位孔間的摩擦阻力，增加了實驗精度，缺點是器材要求高當(dāng)堂展示1.（1）16.50、21.50、26.50、31.50（2）略（3）0.480.52均可2. 0.3 m/s, 0.6 m/s2 解析： m/s=0.3 m/s,因為s4-s1=3at2，所以a= m/s2=0.6 m/s2.課時作業(yè)1 BCD 解析：適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼的個數(shù)，目的是使小車運動的加速度盡量大一些，在同樣條件下打出多條紙帶，選其中一條最理想的進(jìn)行測量和計算，舍去紙帶上較

18、密集的點，然后選取計數(shù)點進(jìn)行計算，這些都是可以減小偶然誤差2 D 解析：根據(jù)任意兩個計數(shù)點的速度，用公式算出加速度，偶然誤差較大依次算出連續(xù)兩個計數(shù)點間的加速度，算出平均值作為小車的加速度，實際上只用到了首尾兩個計數(shù)點的速度數(shù)據(jù)，中間各點的速度數(shù)據(jù)在計算中因相互抵消而丟失了，偶然誤差也較大用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)是減小偶然誤差的最好方法，但不能量角度算正切求加速度，因縱軸與橫軸的標(biāo)度不統(tǒng)一正確選項為D3;解析：由已知:滴水的周期為T=0.5s,速度與加速度的求解類似于紙帶處理有:4 解析：小車在打D點時的速度，由速度圖象的斜率可得答案：1.40m/s；5.00m/s25解析：先計算出相鄰兩點間的距離： =8