高一物理講用打點計算器測速度、加速度

第三講用打點計算器測速度 加速度 學習目標 1 比較x t和v t圖象的異同并能解決相應的問題2 掌握打點計時器測速度和逐差法求加速度 一 知識回顧 知識點1 打點計時器 1 電磁打點計時器是一種記錄運動物體在一定 內(nèi)發(fā)生的 的計時儀器 它使用 電源 由學生電源供電 工作電壓在 V以下 當電源的頻率是50Hz時 它每隔 s打一個點 通電前把紙帶穿過 再把套在軸上的復寫紙片壓在紙帶的上面 接通電源后 在線圈和永久磁鐵的作用下 振片便振動起來 帶動其上的振針上下振動 這時 如果紙帶運動 振針就通過復寫紙在紙帶上留下一行小點 如果把紙帶跟運動的物體連在一起 即由物體帶動紙帶一起運動 紙帶上各點之間的距離就表示相應時間間隔中物體的位移 2 電火花計時器的原理與電磁打點計時器類似 工作電壓 V 這種計時器工作時 紙帶運動受到的阻力比較小 實驗誤差也就比較小 3 用打點計時器測量瞬時速度時是利用了平均速度的公式v 當或較小時 用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過某點的 速度 3 由紙帶求物體運動的加速度的方法 1 根據(jù) x x2 x1 x3 x2 aT2 T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔 求出a 然后求平均值 2 用逐差法求加速度 根據(jù)x2 x1 x5 x2 x6 x3 3aT2求出a1 知識點2 數(shù)據(jù)處理1 由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法如圖所示 A B C D 為時間間隔相等的各計數(shù)點 x1 x2 x3 為相鄰兩計數(shù)點間的距離 若 x x2 x1 x3 x2 常數(shù) 即若兩連續(xù)相等的時間間隔里的位移之差為恒量 則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動 2 由紙帶求物體運動的瞬時速度的方法如圖所示 有 二 例題辨析 例題1 在 探究小車速度隨時間變化的規(guī)律 的實驗中 按照實驗進行的先后順序 將下述步驟的代號填在橫線上 A 把穿過打點計時器的紙帶固定在小車后面B 把打點計時器固定在長木板的沒有滑輪的一端 并連好電路C 換上新的紙帶 再重做兩次D 把長木板平放在實驗桌上 并用墊片把木板的一端墊高E 使小車停在靠近打點計時器處 接通電源 放開小車 讓小車運動F 把一條細繩拴在小車上 細繩跨過定滑輪 下邊吊上合適的鉤碼G 斷開電源 取出紙帶 二 例題辨析 例題2 多選 一個質點正在做勻加速直線運動 用固定的照相機對該質點進行閃光照相 閃光時間間隔為1s 分析照片得到的數(shù)據(jù) 發(fā)現(xiàn)質點在第1次 第2次閃光的時間間隔內(nèi)移動了0 2m 在第3次 第4次閃光的時間間隔內(nèi)移動了0 8m 由上述條件可知 A 質點運動的加速度是0 6m s2B 質點運動的加速度是0 3m s2C 第1次閃光時質點的速度是0 05m sD 第1次閃光時質點的速度是0 1m s 變式練習1 多選 在 研究勻變速直線運動 的實驗中 下列方法中有助于減小實驗誤差的是 A 選取計數(shù)點 把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位B 使小車運動的加速度盡量小些C 舍去紙帶上開始時密集的點 只利用點跡清晰 點間的間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量 計算D 適當增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù) 例2 如圖所示 某同學在做 研究勻速直線運動 實驗中 由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶 紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T 0 10s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 則A點處瞬時速度的大小是 m s 小車運動的加速度計算表達式為 加速度的大小是 m s2 變式練習2 在做 研究勻速直線運動 實驗時 所用電源頻率為50Hz 取下一段紙帶研究 如圖所示 設0點為記數(shù)點的起點 相鄰兩記數(shù)點間還有四個點 則第一個記數(shù)點與起始點間的距離x1 cm 物體的加速度a m s2 物體經(jīng)第4個記數(shù)點的瞬時速度為v m s 例4 從斜面上某位置 每隔0 1s釋放一個小球 在連續(xù)釋放幾個后 對在斜面上的小球拍下照片 如圖所示 測得SAB 15cm SBC 20cm 試求 1 小球的加速度 2 拍攝時B球的速度vB 3 A球上面滾動的小球還有幾個 在這里輸入標題 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 例4 從斜面上某位置 每隔0 1s釋放一個小球 在連續(xù)釋放幾個后 對在斜面上的小球拍下照片 如圖所示 測得SAB 15cm SBC 20cm 試求 1 小球的加速度 2 拍攝時B球的速度vB 3 A球上面滾動的小球還有幾個 請在此輸入您的標題 例5 摩托車在平直公路上從靜止開始起動 a1 1 6m s2 稍后勻速運動 然后減速 a2 6 4m s2 直到停止 共歷時130s 行程1600m試求 1 摩托車行駛的最大速度vm 2 若摩托車從靜止起動 a1 a2不變 直到停止 行程不變 所需最短時間為多少 變式練習4 摩托車由靜止開始在盡量短的時間內(nèi)走完一段直道 然后駛入一段半圓形的彎道 但在彎道上行駛時車速不能太快 以免因離心作用而偏出車道 求摩托車在直道上行駛所用的最短時間有關數(shù)據(jù)見表格 某同學是這樣解的 要使摩托車所用時間最短 應先由靜止加速到最大速度 40m s 然后再減速到 20m s t t1 t2你認為這位同學的解法是否合理 若合理 請完成計算 若不合理 請說明理由 并用你自己的方法算出正確結果 三 歸納總結 1 求解直線運動的基本思路 1 審清題意 分析運動過程 構建運動圖景 并盡量畫出草圖 2 明確題中已知及未知各量的關系 恰當選用規(guī)律 3 若涉及多個過程 要分段分析 找準運動交接點 同時應注意s v a等矢量的符號規(guī)定和位移圖象 速度圖象的應用及題中隱含條件的挖掘等 在這里輸入標題 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 請在此輸入您的文本 在這里輸入標題 2 求解直線運動常用的方法有 一般公式法 平均速度法 中間時刻速度法 比例法 推論法 逆向思維法 圖象法 巧選參考系法 3 對于多運動階段問題的分析要注意以下幾點 1 準確選取研究對象 根據(jù)題意畫出物體在各階段的運動示意圖 直觀呈現(xiàn)物體的運動過程 2 明確物體在各階段的運動性質 找出題目給定的已知量 待求未知量以及中間量 3 合理選擇運動學公式 列出物體在各階段的運動方程 同時列出物體各階段間的關聯(lián)方程 4 勻變速直線運動涉及的公式較多 各公式相互聯(lián)系 大多數(shù)題目可一題多解 解題時要開闊思路 通過分析 對比 根據(jù)已知條件和題目特點適當?shù)夭鸱?組合運動過程 選取最簡捷的解題方法 四 拓展延伸 例6 已知O A B C為同一直線上的四點 AB間的距離為L1 BC間的距離為L2 一物體自O點由靜止出發(fā) 沿此直線做勻速運動 依次經(jīng)過A B C三點 已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等 求O與A的距離 變式練習1 一物體做勻加速直線運動 通過一段位移 x所用的時間為t1 緊接著通過下一段位移 x所用的時間為t2 則物體運動的加速度為 變式練習2 以72km h的速度行駛的列車 臨時需要在某中途車站停車 因此以大小為0 4m s2的加速度減速進站 停車2min 然后以0 5m s2的加速度勻加速出站 最后恢復原運行速度 試計算該列車此次因臨時停車共耽誤多長時間 五 課后作業(yè)1 做勻加速直線運動的物體 從A點運動到C點所用的時間為t B為AC之間的一點 已知物體在AB段的平均速度為v 在BC間的平均速度為3v 則下列說法正確的是 A 物體運動的加速度為a B 物體運動的加速度為a C B點的瞬時速度一定是2vD AC間的距離一定是2vt 2 兩木塊自左向右運動 現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光 記錄下木塊每次曝光時的位置 如圖所示 連續(xù)兩次曝光的時間間隔是相等的 由圖可知 A 在時刻t2以及時刻t5兩木塊速度相同B 在時刻t1兩木塊速度相同C 在時刻t3和時刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同D 在時刻t4和時刻t5之間某瞬時兩木塊速度相同 3 物體從靜止開始沿光滑斜面下滑L時 速度為v 當物體下滑速度達到v 2時 它沿斜面下滑的距離為 A 0 5LB 0 707LC 0 25LD 0 75L4 一物體由靜止開始做勻加速直線運動 加速度的大小為a1 經(jīng)時間t后做勻減速直線運動 加速度的大小為a2 再經(jīng)過時間t回到出發(fā)點 則a1 a2應為 A 1 1B 1 2C 1 3D 1 4 5 一物體沿直線由靜止開始以加速度a1做勻加速直線運動 前進s1后立即以加速度a2做勻減速直線運動 又前進s2而靜止 已知s1 s2 則下列說法正確的是 A 物體分別通過s1 s2兩段路程的平均速度相等B 物體分別通過s1 s2兩段路程中點時的速度相等C 物體分別通過s1 s2兩段路程所用的時間相等D 兩個加速度的大小關系是a2 a1 6 一輛小汽車在一段平直的公路上做勻加速直線運動 A B是運動過程中經(jīng)過的兩點 已知汽車經(jīng)過A點時的速度為1m s 經(jīng)過B點時的速度為7m s 則汽車從A到B的運動過程中 下列說法正確的是A 汽車經(jīng)過AB位移中點時速度是4m sB 汽車經(jīng)過AB中間時刻的速度是4m sC 汽車前一半時間發(fā)生位移是后一半時間發(fā)生位移的一半D 汽車前一半位移所用時間是后一半位移所用時間的2倍 7 如圖甲所示 繃緊的水平