1.9 測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度—教科版高中物理必修一課件(共21張PPT)

1、第一章第一章 運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)的描述1、實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康哪康模和ㄟ^(guò)紙帶計(jì)算物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度通過(guò)紙帶計(jì)算物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度2、實(shí)驗(yàn)原理：、實(shí)驗(yàn)原理： (1)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖象是一條直線，其度時(shí)間圖象是一條直線，其“斜斜率率”表示加速度。表示加速度。vt0v0vtttvtvvtvat0 (2)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)：、勻變速直線運(yùn)動(dòng)：2aTx 3、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材：器材： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、小車(chē)、帶、交流電源、小車(chē)、細(xì)繩、一端固定有滑細(xì)繩、一端固定有滑輪的長(zhǎng)木板、刻度尺、輪的長(zhǎng)木板、刻度尺、鉤碼。鉤碼。4、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：步驟：（1）把

2、附有滑輪的長(zhǎng)）把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路一端，連接好電路.（2） 把一條細(xì)繩拴把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊拴上合過(guò)滑輪，下邊拴上合適的鉤碼適的鉤碼.調(diào)整裝置，調(diào)整裝置，使小車(chē)能在長(zhǎng)木板上使小車(chē)能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速滑行平穩(wěn)地加速滑行. 4、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：步驟：（3） 把紙帶穿過(guò)把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在紙帶的一端固定在小車(chē)的后面小車(chē)的后面. 4、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟：步驟：4、實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟

3、：步驟：（4） 把小車(chē)停在靠把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開(kāi)小車(chē)，通電源后，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)上打下一列小點(diǎn). 換上換上新紙帶，重復(fù)新紙帶，重復(fù) 實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三次次. 5 5、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)處理 選取紙帶、確定計(jì)數(shù)點(diǎn)并進(jìn)行測(cè)量 (1)在幾條紙帶中選擇一條最清晰的紙帶 (2)為了便于測(cè)量，一般舍掉開(kāi)頭一些過(guò)于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn)) (3)從從0 0點(diǎn)開(kāi)始點(diǎn)開(kāi)始, ,每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量(如下圖所示，相鄰兩點(diǎn)中間還有4個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)5、數(shù)據(jù)處理

4、：、數(shù)據(jù)處理：例、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，得到如下紙帶：例、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，得到如下紙帶：計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.10.20.30.40.50.6通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cms）Txxv2211Txxv2322Txxvnnn21由由 各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度填入下表：各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度填入下表： （1）圖像法）圖像法計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)123456計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻（s）0.10.20.30.40.50.6通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（通過(guò)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度（cms）2.44.05.67.18.810.4024681012t/

5、s0.10.20.3 0.40.5 0.6 0.70.8v(cms-1) 根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，畫(huà)根據(jù)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，畫(huà)一條直線，讓直線盡一條直線，讓直線盡可能地通過(guò)較多的點(diǎn)，可能地通過(guò)較多的點(diǎn)，沒(méi)在直線上的點(diǎn)均分沒(méi)在直線上的點(diǎn)均分在兩側(cè)在兩側(cè)。（1）圖像法）圖像法 在圖象上任取在圖象上任取兩點(diǎn)利用其坐標(biāo)值兩點(diǎn)利用其坐標(biāo)值求出斜率即物體的求出斜率即物體的加速度。加速度。vt1212ttvvtva024681012t/s0.10.20.3 0.40.5 0.6 0.70.8v(cms-1)（1）圖像法）圖像法從紙帶上得到從紙帶上得到6個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是

6、設(shè)物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度是a，在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)，在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間T里的位移分別是里的位移分別是x1、x2、x3則有則有:x=x2 - x1=x3 - x2=x-x3=x5 - x4=x6 - x5 =aT2可得可得: x-x1=(x-x3)+(x3-x2)+(x2-x1)=3aT2同理有同理有x5-x2=x-x3=3aT2（2 2）用）用逐差法逐差法算算加速度加速度x 4 - x1 = 3a1 T2a1 = （x 4 - x1 ） / 3 T2x 5 x2 = 3a2 T2a2 = （x 5 x2 ） / 3 T2x6 x3 = 3a3 T2a3 = （x6 x3 ） / 3 T

7、22321654321)3()()(3)(Txxxxxxaaaa逐差法的實(shí)質(zhì)是將紙帶分為兩個(gè)大段逐差法的實(shí)質(zhì)是將紙帶分為兩個(gè)大段. .又稱(chēng)為整體二分法。又稱(chēng)為整體二分法。（2 2）用）用逐差法逐差法算算加速度加速度誤差和有效數(shù)字誤差和有效數(shù)字 1誤差誤差 (1)定義：在測(cè)量中，測(cè)出的數(shù)值定義：在測(cè)量中，測(cè)出的數(shù)值(測(cè)量值測(cè)量值)與真實(shí)值與真實(shí)值之間的差異叫做誤差。之間的差異叫做誤差。 (2)分類(lèi)：分類(lèi)：系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差和和偶然誤差偶然誤差。 (3)系統(tǒng)誤差：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。理不完善產(chǎn)生的。 系統(tǒng)誤差

8、的特點(diǎn)：系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)：多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量值總是多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，測(cè)量值總是大于大于(或小于或小于)真實(shí)值。真實(shí)值。 減小系統(tǒng)誤差的方法：減小系統(tǒng)誤差的方法：校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器(或使用更精或使用更精密測(cè)量?jī)x器密測(cè)量?jī)x器)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，完善實(shí)驗(yàn)原理等。，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，完善實(shí)驗(yàn)原理等。 (4)偶然誤差：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)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。物理量的影響而產(chǎn)生的。 特點(diǎn)：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。且偏大和偏小的概率相同。

9、減小方法：減小方法：多次重復(fù)測(cè)量求平均值。多次重復(fù)測(cè)量求平均值。 (5)誤差與錯(cuò)誤的區(qū)別：誤差與錯(cuò)誤的區(qū)別： 誤差不是錯(cuò)誤，一般情況下誤差不是錯(cuò)誤，一般情況下誤差不可以避免誤差不可以避免，只能想辦只能想辦法減小法減小。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。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。避免。 2有效數(shù)字有效數(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?？煽繑?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。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

10、位存疑數(shù)字的全部數(shù)字。有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字。例：在例：在“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，按時(shí)間順序取都有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5、6七個(gè)七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖點(diǎn)的距離如圖所示（單位：所示（單位：cm）。）。 由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算

11、可得計(jì)數(shù)點(diǎn)由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小所代表時(shí)刻的瞬時(shí)速度大小v4_ms，小車(chē)的加速度大小，小車(chē)的加速度大小a_ms2。解析解析: : T=0.025=0.1 s(1) 第四個(gè)記數(shù)點(diǎn)在第四個(gè)記數(shù)點(diǎn)在3到到5的中間時(shí)刻的中間時(shí)刻,根據(jù)中間時(shí)刻根據(jù)中間時(shí)刻的速度等于這段時(shí)間的平均速度的速度等于這段時(shí)間的平均速度534352ddvvTv4=0.405m/sx1=d1=1.40cmx2=d2d1=(3.551.40) cm=2.15cmx3=d3d2=(6.453.55) cm=2.90cmx4=d4d3=(10.156.45) cm=3.70cmx5=d5d4=(14.5510.15) cm=4.40cmx6=d6d5=(19.7014.55) cm=5.15cm解析解析: : T=0.025=0.1 sx1=d1=1.40cmx2=d2d1=(3.551.40)