【志鴻全優(yōu)設(shè)計(jì)】高中物理 第一章第9節(jié)測定勻變速直線運(yùn)動的加速度目標(biāo)導(dǎo)學(xué) 教科版必修1.doc

9測定勻變速直線運(yùn)動的加速度答案：（1）vn（2）平均值（3）逐差法1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用步驟（以電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為例）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱上分別接上導(dǎo)線，兩根導(dǎo)線的另外一端分別接到低壓交流電源（46 v）的兩個(gè)接線柱上打開電源開關(guān)，用手水平地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點(diǎn)取下紙帶，從能看清楚的點(diǎn)算起，標(biāo)出點(diǎn)數(shù)，根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求取計(jì)數(shù)點(diǎn)（一般每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），算出時(shí)間，再用刻度尺測量所需要的長度的大小，進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)計(jì)算（2）使用注意事項(xiàng)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用46 v交流電，電火花計(jì)時(shí)器使用220 v交流電使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶，打完點(diǎn)后，應(yīng)立即關(guān)閉電源釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置【例1】在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)（）a應(yīng)先接通電源，再使紙帶運(yùn)動b應(yīng)先使紙帶運(yùn)動，再接通電源c在使紙帶運(yùn)動的同時(shí)接通電源d先接通電源或先使紙帶運(yùn)動都可以解析：使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶答案：a2實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動（2）學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定瞬時(shí)速度和加速度實(shí)驗(yàn)原理（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50 hz），因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況（2）由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：設(shè)0、1、2為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若ss2s1s3s2恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動（3）由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法：用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4s1s5s2s6s33at2（t為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔）求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動的加速度用vt圖像法：即先根據(jù)vn求出打第n個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出vt圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度注意事項(xiàng)（1）紙帶打完后及時(shí)斷開電源（2）小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50 cm的范圍內(nèi)清楚地取78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜（3）應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)（4）不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位【例21】在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，為了減小測量小車運(yùn)動加速度的相對誤差，下列措施中有益的是（）a使小車運(yùn)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(gè)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(jì)算d舍去紙帶上較密集的點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算解析：適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下的鉤碼的個(gè)數(shù)，目的是使小車運(yùn)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(jì)算，舍去紙帶上較密集的點(diǎn)，然后選取計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，這些都可以減小偶然誤差答案：bcd【例22】在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動的時(shí)間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 hz，如圖為做變速直線運(yùn)動的小車帶動的紙帶上記錄的一些點(diǎn)，在每相鄰的兩點(diǎn)中間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離分別是（單位：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，經(jīng)過2點(diǎn)速度為_解析：先計(jì)算出相鄰兩點(diǎn)間的距離：s18.78 cm，s2（16.088.78） cm7.30 cm，s3（21.8716.08） cm5.79 cm；s4（26.1621.87） cm4.29 cm；s5（28.9426.16） cm2.78 cm根據(jù)公式a計(jì)算加速度大小，其中t5 s0.1 s，a1 m/s21.50 m/s2a2 m/s21.51 m/s2加速度的平均值為：1.51 m/s2v2 m/s6.55 m/s負(fù)號表示小車做勻減速運(yùn)動，加速度方向與速度方向相反答案：1.51 m/s26.55 m/s3紙帶類問題的處理通常用紙帶可以求解四個(gè)物理量，現(xiàn)將具體方法總結(jié)如下：（1）物體的運(yùn)動情況判斷：常用“位移差”法判斷物體的運(yùn)動情況，即紙帶上的任意兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離是否滿足關(guān)系式xn1xnat2設(shè)相鄰點(diǎn)之間的位移分別為x1、x2、x3若x2x1x3x2x4x30，則物體做勻速直線運(yùn)動若x2x1x3x2x4x3d（d為不為0的一定值）則物體做勻變速直線運(yùn)動（2）位移x：指兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，一般可用刻度尺測量得到（3）瞬時(shí)速度v：求某一計(jì)數(shù)點(diǎn)（或計(jì)時(shí)點(diǎn)）的瞬時(shí)速度v，一般利用“平均速度”法即vn（4）加速度：一般有兩種方法利用“逐差法”求加速度，若為偶數(shù)段，設(shè)為6段，則a1a2a3然后取平均值，即或由a直接求得；若為奇數(shù)段，則中間段往往不用，如5段，則不用第3段，則a1a2然后取平均值，即；或由a直接求得這樣所給的數(shù)據(jù)充分得到利用，提高了準(zhǔn)確程度先求出第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度vn（一般要5點(diǎn)以上），然后作出vt圖像，用vt圖像的斜率求物體運(yùn)動的加速度【例3】在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 hz，如圖所示為小車帶動的紙帶上記錄的一些點(diǎn)，在每相鄰的兩點(diǎn)中間都有四個(gè)點(diǎn)未畫出按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)點(diǎn)，用刻度尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示試求：（1）小車做什么運(yùn)動？（2）當(dāng)打第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)，小車的速度為多少？（3）若小車做勻變速直線運(yùn)動，小車的加速度為多少？解析：（1）因?yàn)殡娫搭l率為50 hz，則打點(diǎn)周期t0.02 s，每相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間有四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)未畫出，所以得到相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t5t0.1 s設(shè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的位移間隔為x1、x2、x3、x4、x5，由圖可得相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移分別為：x18.78 cm；x27.30 cm；x35.79 cm；x44.29 cm；x52.78 cm所以相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移差分別為：xx2x11.48 cm；同理，x21.51 cm；x31.50 cm；x41.51 cm在誤差允許的范圍內(nèi)，可近似認(rèn)為x1x2x3x4，即連續(xù)相等的時(shí)間內(nèi)的位移差相等，所以小車做勻減速直線運(yùn)動（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律可得：v3 m/s0.504 0 m/s（3）利用“逐差法”a1 m/s21.497 m/s2a2 m/s21.507 m/s2 m/s21.502 m/s2負(fù)號表示加速度方向與初速度方向相反或用a求得利用圖像法v1 m/s0.804 0 m/s同理v