第一章 9 测定匀变速直线运动的加速度（课件）-2021-2022学年高中物理必修1【导与练】高中同步全程学习（教科版）

9　测定匀变速直线运动的加速度 物理 解读实验 科学探究 典例研析 物理 解读实验·掌握基础 一、实验目的 1.进一步练习使用打点计时器。 2.会利用平均速度求瞬时加速度。 3.会利用v-t图像处理实验数据,并据此判断物体的运动性质。 4.能根据实验数据求加速度。 二、实验原理 根据打点计时器打出的纸带得出求加速度的两种方法: 1.用直尺测量出连续相等时间内的位移,计算出Δx,代入Δx=aT2,求出加速度a。 物理 2.利用纸带上记录的信息,计算出各计数点对应的速度,通过描点、连 线,作出v-t图像,求出v-t图线的斜率即得加速度a。 三、实验器材 打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码。 物理 科学探究·突破创新 一、实验操作 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。 物理 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,接通电源,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。 物理 二、数据处理 1.表格法 (1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍去开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0,1,2,3,4…测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中,如图所示。 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s x/m v/(m·s-1) 物理 (2)分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离Δx1,Δx2,Δx3… (3)计算平均速度,用平均速度代替相关计数点的瞬时速度,填入表格中。 (4)根据表格中的数据,分析速度随时间的变化规律。 (2)优点:逐差法求加速度的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。 物理 3.图像法 (1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点。 (2)画一条直线,让这条直线过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计。 (3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律。 (4)据所画v-t图像求出其斜率,就是小车运动的加速度。 物理 三、误差分析 产生原因 减小方法 偶然 误差 纸带上计数点间距离的测量不精确 多测量几次求平均值 用作图法描点时不准确,作出的v-t图像并非一条直线 个别偏离直线较远的点直接舍去,大多数点分布在直线上,少数分布在直线两侧 系统 误差 长木板上各处粗糙程度不同,引起的摩擦不均匀 使用粗糙程度均匀的长木板 纸带与振针和限位孔之间存在摩擦 使用电火花计时器 物理 四、注意事项 1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 2.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车。 3.打点完毕,立即断开电源。 4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),清楚所选的时间间隔。 5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,在小车到达滑轮前及时用手 按住。 6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间间隔为t=0.02×5 s=0.1 s。 7.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。 物理 类型一　实验原理及操作 [典例1] 在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,用打点计时器在纸带上打的点记录了小车的运动情况。某同学做此实验时的步骤如下: A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,释放小车,再接通电源; B.将打点计时器固定在长木板上,并接好电路; C.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面挂上适当的钩码; D.小车停止运动后,直接取下纸带; E.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔; F.换上新纸带,再重复操作两次,然后从纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理。 典例研析·把握核心 物理 (1)指出其中错误或遗漏的步骤并改正。  　。  (2)将以上步骤完善后,合理的顺序为　 。  思路点拨:该实验的操作步骤可简化为“放置→固定→连接→先接后放,开始实验→重复实验→数据分析”,同时要理解实验中的关键步骤,如开始实验时应先接通电源,再释放小车。 答案:(1)A中应先接通电源,再释放小车;D中取纸带前应先断开电源。 (2)BCEADF 解析:(1)