教育科學(xué)版 必修一1.11測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度 （學(xué)案含答案）

1、.高中物理測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度一、考點(diǎn)打破：考點(diǎn)課程目的備注測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度掌握在考試中主要以實(shí)驗(yàn)題形式出現(xiàn)；試題難度中等。分值：57分二、重難點(diǎn)提示：重點(diǎn)：1瞬時(shí)速度的求解； 2加速度的求解。難點(diǎn)：求加速度數(shù)據(jù)的處理方法及圖像法和逐差法?！緦?shí)驗(yàn)?zāi)康摹磕墚嫵鲂≤囘\(yùn)動(dòng)的vt圖象，并根據(jù)圖象求加速度?！緦?shí)驗(yàn)原理】1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔0.02s打一次點(diǎn)。2工作條件：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：4 V6 V的交流電源。電火花計(jì)時(shí)器：220V的交流電源。3紙帶上各點(diǎn)的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置；通過研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況。2. 利用紙帶判斷

2、物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的方法1沿直線運(yùn)動(dòng)的物體，假設(shè)相等時(shí)間內(nèi)的位移相等，即x1x2x3，那么物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)。2沿直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移分別為x1，x2，x3，x4，假設(shè)xx2x1x3x2x4x3，那么說明物體在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，且aT2。3. 速度、加速度的求解方法1“平均速度法求瞬時(shí)速度，即vn，如下圖。2“逐差法求加速度，即a1，a2，a3，然后取平均值，即，這樣可以使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以進(jìn)步結(jié)果的準(zhǔn)確性。3“圖象法求加速度，即由“平均速度法求出多個(gè)點(diǎn)的速度，畫出vt圖象，直線的斜率即加速度。【實(shí)驗(yàn)器材】電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，小車、紙帶、細(xì)繩、鉤

3、碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙片?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1. 儀器安裝1把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(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)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路；2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適宜的鉤碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將它的一端固定在小車的后面，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行。2. 測(cè)量與記錄1把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源，換上新紙帶，重復(fù)三次；2從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，從后邊便于測(cè)量的點(diǎn)開場(chǎng)確定計(jì)數(shù)點(diǎn)，

4、為了計(jì)算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點(diǎn)五次的時(shí)間作為時(shí)間單位，即T0.1 s，如下圖，正確使用毫米刻度尺測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的間隔 ；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；4增減所掛鉤碼數(shù)，或在小車上放置重物，再做兩次實(shí)驗(yàn)?！緮?shù)據(jù)處理及實(shí)驗(yàn)結(jié)論】1. 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出vt圖象。1根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖，可以看到，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)大致落在一條直線上；2做一條直線，使同一次實(shí)驗(yàn)得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的點(diǎn)，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實(shí)驗(yàn)的vt圖象，它是一條傾斜的直

5、線。2. 由實(shí)驗(yàn)得出vt圖象后，進(jìn)一步分析得出小車運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律小車運(yùn)動(dòng)的vt圖象是一條傾斜的直線，如下圖，當(dāng)時(shí)間增加一樣的值時(shí)，速度也會(huì)增加一樣的值，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時(shí)間均勻變化。3. 求出小車的加速度：利用vt圖象的斜率求加速度a或利用逐差法求加速度a【本卷須知】1. 紙帶和細(xì)繩要與木板平行，小車運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)。2. 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)后應(yīng)先斷開電源后取紙帶。3. 要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞。4. 小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出67個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。5. 選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡

6、明晰，舍棄打點(diǎn)密集的部分，適中選取計(jì)數(shù)點(diǎn)注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少。例題1 在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了可以較準(zhǔn)確地測(cè)出加速度，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上：_A. 把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面B. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C. 再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上適宜的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D. 把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面E. 把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源，換

7、上新紙帶，重復(fù)三次F. 從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開場(chǎng)點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間單位。在選好的開場(chǎng)點(diǎn)下面記作0，往后第六個(gè)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6，并測(cè)算出相鄰兩點(diǎn)間的間隔 G. 根據(jù)公式a1，a2，a3及求出思路分析：在實(shí)驗(yàn)中盡可能地保證小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也要求紙帶能盡可能地直接反映小車的運(yùn)動(dòng)情況，既要減小運(yùn)動(dòng)誤差也要減小紙帶的分析誤差，其中E項(xiàng)中的電源應(yīng)采用交流電，而不是直流電。答案：ABCDFG例題2 重慶某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f50 Hz，在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如下圖，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，但僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的間隔 ：xA16.6 mm，xB126.5 mm，xD624.5 mm假設(shè)無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：1相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_s；2打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為_m/s取2位有效數(shù)字；3物體的加速度大小為_用xA、xB、xD和f表示。思路分析：1由電源頻率f50 Hz，可知電源周期T00.0