2.3 测量匀变速直线运动的加速度—【新教材】粤教版（2019）高中物理必修一 课件

速度均匀变化，加速度恒定； 连续相等时间内的位移差相等。 【复习导入】 3.匀变速直线运动中，某一段时间内 中间时刻的瞬时速度与该段时间的平均 1.匀变速直线运动的特点 2.匀变速直线运动的位移公式 一.实验探究小车的运动规律: 实验目的: 1.能熟练使用打点计时器操作本实验. 2.会用图像法处理纸带数据,并求其加速度. 实验过程: 1.实验器材: 打点计时器 学生电源 复写纸 纸带 导线 一端带有滑轮的长木板 小车 细绳 钩码 刻度尺 坐标纸 则 式 ① 表明：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。 式 ② 表明：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里的平均速度。 ① ② 做匀变速直线运动物体，在两个连续相等时间 内的位移分别为 ， 。加速度为 ，通过A、B、C时的速度分别为 。 由此可以推出： 【实验与探究】 利用打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一段附有定滑轮的长木板、钩码等器材测量匀变速直线运动的加速度。 【在实验操作之前，思考下列问题】 1、本实验的原理和方法是什么？ 2、本实验要解决的关键问题是什么？ 实验步骤: (1)如图所示，把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路． (2)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行． (3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面． (4)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动．于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复实验三次． 注意事项： （1）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器； （2）安装打点计时器时，纸带、小车、细绳、定滑轮上边缘在同一直线上； （3）先接通电源，打点计时器工作稳定后，再释放小车； 数据处理的方法 1．选取纸带、确定计数点并进行测量 (1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带． (2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)． (3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)． 2.瞬时速度的计算: 如: (2)设计表格并记录相关数据 (1)瞬时速度的求解方法: (3)用v－t图象求加速度: 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 x/m v/(m·s－1) 在坐标纸上,以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系.根据上表中的v、t数据,在直角坐标系中描点,如右图所示,通过观察、思考,找出这些点的分布规律,然后根据这些点的分布趋向,用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点,并尽量让多数点落在曲线上(或直线)上,不在曲线(或直线)上的点应分布在曲线(或直线)两侧,且两侧的点数大致相同. 注意：在坐标纸上画v－t图象时，坐标轴单位长度的选取要合适，使图象分布在坐标平面的大部分面积上． (3)分析v－t图象,小车运动的加速度数值上等于v－t图线的斜率,应注意其斜率等于Δv/Δt,不能由tanθ求加速度. 3.逐差法求小车的加速度: 以取六个间隔为例: 加速度的平均值为: 逐差法处理数据求加速度的平均值,好处是各个数据都得到了利用,达到正负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值。 【讨论与交流】 （1）根据匀变速直线运动的特点，从纸带的运动信息分析判断小车的运动是不是匀变速直线运动。 【讨论与交流】 （2）选取哪些计数点计算此处的加速度比较合适？说出理由并由此求出加速度的平均值。 选择点迹清晰，没有漏点的一部分纸带 【讨论与交流】 可减少多次计算带来的误差 放大测量距离，减小误差 （3）由 可以分析得出 ， ， ，由此可以求出加速度的平均值 。想一想，为什么这样做能减小实验误差？ 【拓展】如果只有 、 、 、 四段位移，怎么处理？ 数据处理 计数点 位移 速度 加速度 0 — — — 1 — 2 — 3 — 4 5 6 — 0.40 画出小车的 图像。 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.24 1.40 1.60 1.00 1.20 0.60 0.80 选择器材及进行实验应特别注意下列问题： (1)明确打点计时器对电源的要求——交流电源． (2)保证所打第一个点速度为零的方法——先通电，后放开小车． (3)要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前要及时用手按住它．