2.3.3實(shí)驗(yàn)測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度課件高一上學(xué)期物理人教版

人教版（2019）必修第一冊(cè)第二章勻變速直線運(yùn)動(dòng)的研究2.3-3

實(shí)驗(yàn)：測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。2.掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法。3.會(huì)根據(jù)紙帶記錄的時(shí)間和位置信息測(cè)量小車的瞬時(shí)速度和加速度。一、實(shí)驗(yàn)思路裝置圖

鉤碼牽引小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過固連在小車上的紙帶記錄小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和位移。0123456x1x3x4x5x6x2

挑選一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，以每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。設(shè)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T，下圖中連續(xù)選取7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，同時(shí)標(biāo)明了相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離。1.在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，如果有

x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－1＝恒量，則加速度為一恒量，說明物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體,在任意兩個(gè)連續(xù)相等時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差Δx

為恒量，即

由此可計(jì)算小車的加速度2.利用時(shí)間中點(diǎn)公式

，可計(jì)算小車的瞬時(shí)速度。二、物理量的測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s，則T=0.1s1.測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔T2.測(cè)量相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移用刻度尺測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，計(jì)算相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移。x02x03x04x05x06x2

=x02-x01x3

=x03-x02x4

=x04-x03…x1

=x010123456x1x3x4x5x6x2三、數(shù)據(jù)分析1.通過測(cè)量計(jì)算，判斷下面等式在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否成立，從而判斷小車運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。x2－x1＝x3－x2＝…＝xn－xn－10123456x1x3x4x5x6x22.依據(jù)公式

，可計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)位置的瞬時(shí)速度。在紙帶上測(cè)得連續(xù)6個(gè)相同時(shí)間T內(nèi)的位移x1、x2、x3、x4、x5、x6。⑴計(jì)算法——逐差法由xm－xn=(xm－xn)aT2

可得0123456x1x3x4x5x6x23.計(jì)算小車的加速度所以思路：依時(shí)間從中間分開，后段減前段實(shí)質(zhì):

由

得課堂練習(xí)逐差法實(shí)質(zhì)探究把各段位移都利用上，從而有效地減小測(cè)量誤差的方法。逐差法：逐差法——大鄰差X2X10123456x1x3x4x5x6x2⑵圖像法①如何作圖像？②圖像與坐標(biāo)軸交點(diǎn)的含義是什么？v/(m˙s-1)0t/s

根據(jù)（t，v）數(shù)據(jù)，在v-t坐標(biāo)系中描點(diǎn)，如圖所示，對(duì)于每次實(shí)驗(yàn)，描出的幾個(gè)點(diǎn)都大致落在一條直線上；

作一條直線，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)。實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

一、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)，一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、墨粉紙盤（電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器則備復(fù)寫紙片）、交流電源、導(dǎo)線若干。（～）二、實(shí)驗(yàn)步驟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.把細(xì)繩一端拴在小車前面，然后跨過定滑輪，在其另一端掛上一定質(zhì)量的鉤碼。將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔（如圖所示），并把它的一端固定在小車的后面，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)繩與長(zhǎng)木板平行。5.選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開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)開始點(diǎn)作為計(jì)數(shù)始點(diǎn)，并將其標(biāo)記為0，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)明這些計(jì)數(shù)點(diǎn)的序號(hào)1、2、3、4、…，之后測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離x0i，

⑴計(jì)算相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離x1、x2、x3…x6；

⑵

計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度：v1、v2、v3、v4、v5，并標(biāo)明到達(dá)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間

t1、t2、t3、t4、t5。將計(jì)算結(jié)果填入設(shè)計(jì)好的表格中（如下表格）。3.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)。4.關(guān)閉電源，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)三次。6.整理器材0123456x1x3x4x5x6x2x02x03x04x05x06…計(jì)數(shù)點(diǎn)i0123456到達(dá)各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)刻ti/s0各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0的距離x0i/cm將測(cè)量結(jié)果標(biāo)在紙帶相應(yīng)位置計(jì)算相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間距xi=x0i-x0(i-1)/cm計(jì)算到達(dá)各計(jì)數(shù)點(diǎn)速度vi/(m˙s-1)小車加速度

（逐差法）x2

=x02-x01x3

=x03-x02x1

=x01將計(jì)算結(jié)果標(biāo)在紙帶相應(yīng)位置三、數(shù)據(jù)處理根據(jù)數(shù)據(jù)處理方法，在上面表格指引下，完善表格。四、誤差分析由公式可得則有思考：⑵為什么實(shí)驗(yàn)時(shí)細(xì)繩與軌道平行？⑴相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離為什么不用刻度尺直接測(cè)量，而是采用測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間距離的方式間接算出？⑶為什么不采用下面方法計(jì)算小車的加速度？有效數(shù)據(jù)x2、x3、x4、x5丟失1.保持紙帶垂直打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔穿過；五、注意事項(xiàng)2.牽引小車的細(xì)繩與軌道平行；3.小車在遠(yuǎn)離定滑輪長(zhǎng)木板一側(cè)（靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置）由靜止釋放；4.先接通電源，再釋放小車；5.測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間到的距離x01、x02、x03……，再計(jì)算相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。x2

=x02-x01x3

=x03-x02x4

=x04-x03…x1

=x011.在“研究小車勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中：⑴實(shí)驗(yàn)室提供如圖“甲”、“乙”兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，某實(shí)驗(yàn)小組決定使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，則應(yīng)選用圖中的_________（填“甲”或“乙”）計(jì)時(shí)器。課堂評(píng)價(jià)乙⑵另一實(shí)驗(yàn)小組使用的是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，下面接線正確的是_______（填“甲”或“乙”）甲

乙甲⑶實(shí)驗(yàn)過程中，下列做法正確的是_________。

A.先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)

B.將接好紙帶的小車停在靠近滑輪處

C.先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源

D.將接好紙帶的小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處⑷如圖所示為電源頻率50Hz實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)出1、2、3、4、5、6點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm）。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v4=______m/s，小車的加速度大小為

m/s2。（保留2位有效數(shù)字）

0.410.76AD012345601.403.556.4510.1514.5519.70cm2.某小組利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對(duì)物塊沿傾斜的長(zhǎng)木板加速下滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行探究。物塊拖動(dòng)紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖所示。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50Hz，紙帶上標(biāo)出的每?jī)?/p>