内容正文:
专题:逐差法求加速度
[学习目标]
1.理解位移差公式并能解决相关问题(重点)。
2.理解逐差法的意义并会用逐差法进行数据处理求加速度(重难点)。
一.位移差公式
【导学】
1.如图所示,一物体做加速度为a的匀变速直线运动,取任意两个连续相等的时间T,它们的位移分别为x1、x2,通过A、B、C时的速度分别为v0、v1、v2,问x2-x1是多少?
2.对于加速度大小恒定的匀变速直线运动,若已知连续相等的时间内通过的位移分别为x1、x2、x3、x4,则x4-x1= 。
【知识整理】
位移差公式:Δx=aT2
3.内容:做匀变速直线运动的物体,在任意两个连续相等的时间T内的位移差恒定,即Δx= 。
4.推论:对于不连续的相等时间内的位移差,xm-xn= (其中m>n)。
【例题】
5.如图所示,一小男孩在斜坡上做推沙包游戏,将一小沙包从斜坡底端以初速度v向上推出,沙包沿斜坡做匀减速直线运动,依次经A、B、C到达最高点D。已知,小沙包从A到B和从B到C所用的时间都是2s。则( )
A.沙包上滑过程中加速度的大小为
B.沙包滑到B点的速度为3m/s
C.从C到D所用时间为6s
D.B、D之间相距8m
6.从斜面上某一位置每隔0.2s释放一些相同的小球,在连续释放几个小球之后,对斜面上运动的小球拍摄照片如图所示,测得AB=8cm,CD=28cm,试求:
(1)小球运动的加速度大小;
(2)B点速度大小;
(3)拍摄时A球上面正在运动着的小球共有多少个?
二.逐差法求加速度
【导学】
7.一物体做匀加速直线运动,已知连续相等时间T内的六段位移如图所示。某同学计算物体加速度时,选取纸带上任意两段位移,利用公式x2-x1=aT2计算物体的加速度,你认为这种方法有何不妥?
8.如图所示,类比写出已知连续4个相同时间T内的位移,利用逐差法求加速度公式。
9.若n为大于4的奇数段,应怎么处理?
【例题】
10.利用打点计时器研究匀变速直线运动的规律,实验中打出的一条纸带如图所示,、、为依次选取的三个计数点,相邻计数点间的时间间隔为,则打点时小车的速度________;小车的加速度________。
11.某小组利用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动的规律。
(1)除了图甲中已有的器材外,要完成实验还需要的器材为________;
(2)处理数据时,该小组选出一条如图乙所示的纸带,纸带上的数据为相邻两个计数点间的距离,相邻两计数点间还有4个点未画出,打点计时器的电源频率为50Hz。根据纸带上的数据,可判断纸带________(填“左”或“右”)端与小车相连,打C点时小车的速度为________,小车的加速度大小为________;(计算结果均保留2位有效数字)
(3)一同学沿着计数点垂直纸带将纸带剪成六段,将剪得的纸带按顺序贴在坐标中,各段紧靠但不重叠,如图丙所示。以纸带宽度代表时间间隔T,连接每段纸带上端的中点得到一条直线,测得该直线的斜率为k,则小车的加速度大小为________(用字母k、T表示)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. X2-X1=aT2
2. 3aT2
3. aT2
4.(m-n)aT2
5.B
【详解】A.根据匀变速直线运动的规律得
解得沙包的加速度为,故A错误;
B.B点为AC段的中间时刻,所以B点的速度等于AC段的平均速度,则有,故B正确;
C.根据速度时间公式得,B到D的时间为
则由C到D的时间为,故C错误;
D.根据速度位移公式得,故D错误。
故选B 。
6.(1)2.5m/s2
(2)0.65m/s
(3)0
【详解】(1)小球释放后做匀加速直线运动,且每相邻的两个小球的时间间隔相等,均为0.2s,可以认为A、B、C、D是一个小球在不同时刻的位置。由题意知,由于相邻相等时间的位移差恒定,由得
小球沿斜面下滑的加速度
(2)由题意知,且每相邻的两个小球的时间间隔相等,均为0.2s,相邻相等时间的位移差恒定
代入数据解得
B点速度大小为
(3)设B球运动了秒,根据,解得
可知A球运动了0.06s,下一个小球还没有释放,因此在A球上方没有小球在运动。
7.误差较大
8.(x4+x3)-(x2+x1)=aT2
9.去掉一段,再用逐差法公式
10.
【详解】[1]根据匀变速直线运动的推论:一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度;由图可知,点是到的中间时刻,到的总位移为,总时间为,故点速度
[2] 根据匀变速直线运动的推论:连续相等时间内的位移差满足
段的位移为,段的位移为,故位移差
代入公式,解得小车的加速度
11.(1)刻度尺
(2) 左 0.48 0.80
(3)
【详解】(1)处理纸带需要刻度尺。
(2)[1]根据纸带上左端打出的点比较密集,可知纸带左端与小车相连;
[2]相邻两计数点间还有4个点未画出,计数点间时间间隔为0.1s,根据匀变速运动,中间时刻瞬时速度等于全程平均速度,打下点时小车的速度大小是
[3]根据逐差法可知,小车的加速度大小
(3)由可得斜率
故
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