第2章 第3节 测量匀变速直线运动的加速度-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（粤教版）

第三节　测量匀变速直线运动的加速度

【素养目标】　1.进一步练习使用打点计时器，会根据纸带上打出的点利用平均速度公式求瞬时速度。2.会利用图像法或逐差法求加速度。会分析实验数据，发现总结小车的运动规律，得出结论，能根据v ­t图像描述小车的运动规律。

一、实验原理

1．求某点的瞬时速度

根据平均速度法求出各计数点的速度：vi＝，T为相邻两计数点间的时间。

2．求加速度

利用v ­t图像或逐差法求加速度。

二、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。

三、实验步骤

1．如图所示，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(若使用电磁打点计时器，接4～6 V的低压交流电源；若使用电火花计时器，接220 V的交流电源)。

2．在让纸带穿过打点计时器的限位孔后，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、纸带与长木板平行，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。

四、数据处理

1．挑选纸带并测量

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，则时间间隔T＝0.02 s×5＝0.1 s。

确定恰当的计数点，并标上序号0，1，2，3，…，如图所示。每两个相邻计数点间的距离分别为s1，s2，s3…

2．设计实验数据记录表格，分析处理数据。

3．瞬时速度、加速度的计算和记录

(1)利用＝，求得对应每一计数点的小车瞬时速度vi，填入设计的表格中。

(2)求加速度

①利用逐差法

由a1＝，a2＝，a3＝，分别求得a1、a2、a3，并将计算结果填入表格中。小车做匀变速直线运动的加速度的平均值＝＝。

实验数据记录表

②利用v ­t图像的斜率

如图所示，根据每一个计数点对应的时间和小车的瞬时速度，在v ­t坐标系中作出最佳拟合曲线(或直线)，尽量让各数据对称分布在这条曲线(或直线)的两侧。

选取图线中容易读取的两个点(t1，v1)和(t2，v2)，根据k＝求得直线的斜率，即为小车运动的加速度a。

五、注意事项

1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

2．先启动打点计时器，待打点稳定后，再释放小车。

3．打点完毕，立即关闭电源。

4．选取一条点迹清晰的纸带，舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少。

5．在坐标纸上画v ­t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量占满坐标纸。

6．利用描出的点作v ­t图像时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应作一条平滑的曲线或直线，使大多数点在曲线(或直线)上，不在线上的点对称分布在曲线(或直线)两侧，个别离线较远的点应舍去。

一　教材原型实验

(2024·珠海市高一校考)如图为某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。

(1)已知使用电磁打点计时器，它的工作电压是________V。打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________ s。

(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，则计数点之间的时间间隔是________ s。从图中读出A、B两点间距s＝________cm；C点对应的速度大小是________ m/s(保留3位有效数字)，匀变速直线运动的加速度大小为________ m/s2(保