第2章 第3节　测量匀变速直线运动的加速度—2020-2021学年同步【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第一册讲义

第三节　测量匀变速直线运动的加速度 学习目标：1.[物理观念]知道匀变速直线运动的加速度与中间时刻的速度的公式，并能用其解释相关现象．　2.[科学思维]掌握这两个公式及实验，能用公式进行计算，学会解决实际问题．　3.[科学探究]学会利用实验测量加速度，能与他人合作交流，提高实验能力及动手、动脑能力．　4.[科学态度与责任]体会在实验探究中尊重客观事实，实事求是，养成严谨的科学态度，激发探索兴趣． 阅读本节教材，回答第44页的“讨论与交流”并梳理必要的知识点． 教材P44“讨论与交流”提示： (1)若s2－s1＝s3－s2＝s4－s3，则判定是匀变速直线运动． (2)点迹清晰，易于测量和计算． (3)，这六段s1、s2、s3、s4、s5、s6都利用上了，误差更小．＝＝ (4)利用v1＝可求加速度，也可求平均值．，a＝，v3＝ 一、知识点 1．匀变速直线运动的特点：速度均匀变化，加速度恒定，连续相等时间内的位移不等，而位移变化量相等． 2．匀变速直线运动的加速度等于两个连续相等时间里的位移变化量与这个时间平方之比．公式：a＝. 3．匀变速直线运动的物体，在两个连续相等时间里，中间时刻的速度等于这两段时间的平均速度．公式：vB＝. 说明：公式只适用于匀变速直线运动而且时间间隔必须相等． 二、实验：测量匀变速直线运动的加速度 1．实验原理和方法 (1)用打点计时器打下纸带，据a＝，求出加速度的平均值． (2)用纸带计算出中间时刻的速度：vB＝，作出v­t图像，求出斜率即加速度a. 2．实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线等。 3．实验步骤 (1)实验装置如图 把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上，将滑轮端伸出桌面，将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，连接好电路． (2)让纸带穿过打点计时器的限位孔，将其一端夹在小车尾部正中央，把小车靠近打点计时器，在小车前端系上细绳．细绳、纸带与木板平行，且细绳、纸带、限位孔要在一条直线上．细绳长度略短于定滑轮离地的高度，细绳跨过定滑轮，挂上适量的钩码． (3)启动打点计时器，然后释放小车，让它拖着纸带运动，适时阻止小车与滑轮相碰．及时关闭电源，更换纸带，重复做三次． (4)选择点迹清楚、没有漏点的纸带，舍弃开始点迹密集的一段，找一个合适的点作为开始点．为了测量方便和提高测量精度，把每打五次点的时间作为时间单位，时间间隔T＝0.02 s×5＝0.1 s. (5)数据处理：方法一：根据纸带计算出：a1＝. ，a3＝，a2＝ 填入表格： 计数点 位移s/m 速度v/(m·s－1) 加速度a/(m·s－2) 0 —— —— —— 1 s1＝ v1＝＝ —— 2 s2＝ v2＝＝ —— 3 s3＝ v3＝＝ —— 4 s4＝ v4＝＝ a1＝＝ 5 s5＝ v5＝＝ a2＝＝ 6 s6＝ —— a3＝＝ 小车做匀变速直线运动的加速度的平均值＝________. ＝ 方法二：利用纸带，算出得出小车运动的加速度a. 求得对应每一个计数点的瞬时速度vn填入上面表格中，用图像法作出v­t图像，拟合为直线，根据斜率k＝＝ (6)注意事项 ①应先开启打点计器，后释放小车． ②测量时要把刻度尺放上后，一次读完各个数据，且要估读到下一位． ③计算过程中要注意有效数字的处理． ④在作v­t图像时，应使尽可能多的点在直线上，不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧，偏离直线太远的点应舍弃掉． 【例1】　某同学利用图甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的匀变速直线运动的加速度．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每五个点取一个计数点，相邻计数点间的距离如图乙所示．打点计时器电源的频率为50 Hz. 甲 乙 (1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________和________之间某时刻开始减速． (2)计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字) (3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝______m/s2. [解析]　(1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2 cm，而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27 cm，故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速． (2)计数点5对应的速度 v5＝ m/s＝1.00 m/s.＝ 物块做加速运动时加速度大小 a加＝ m/s2＝2.00 m/s2＝ v6＝v5＋a加T＝1.20 m/s. (3)物块做减速运动时的加速度大小为 a＝m/s2＝2.00 m/s2.＝