【志鸿全优设计】高中物理 第一章第9节测定匀变速直线运动的加速度目标导学 教科版必修1.doc

9测定匀变速直线运动的加速度答案：（1）vn（2）平均值（3）逐差法1打点计时器的使用（1）打点计时器的使用步骤（以电磁打点计时器为例）把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并且压在纸带上面在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线，两根导线的另外一端分别接到低压交流电源（46 v）的两个接线柱上打开电源开关，用手水平地牵拉纸带，纸带被打上了许多小点取下纸带，从能看清楚的点算起，标出点数，根据不同的实验要求取计数点（一般每五个点取一个计数点），算出时间，再用刻度尺测量所需要的长度的大小，进行相关的实验计算（2）使用注意事项电磁打点计时器使用46 v交流电，电火花计时器使用220 v交流电使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带，打完点后，应立即关闭电源释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置【例1】在使用打点计时器时（）a应先接通电源，再使纸带运动b应先使纸带运动，再接通电源c在使纸带运动的同时接通电源d先接通电源或先使纸带运动都可以解析：使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放纸带答案：a2实验实验目的（1）练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动（2）学习用打点计时器测定瞬时速度和加速度实验原理（1）打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02 s打一次点（由于电源频率是50 hz），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况（2）由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：设0、1、2为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、为相邻两计数点间的距离，若ss2s1s3s2恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动（3）由纸带求物体运动加速度的方法：用“逐差法”求加速度：即根据s4s1s5s2s6s33at2（t为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度用vt图像法：即先根据vn求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度，后作出vt图线，图线的斜率即为物体运动的加速度注意事项（1）纸带打完后及时断开电源（2）小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50 cm的范围内清楚地取78个计数点为宜（3）应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个（4）不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位【例21】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中有益的是（）a使小车运动的加速度尽量小一些b适当增加挂在细绳下的钩码的个数c在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算d舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点进行计算解析：适当增加挂在细绳下的钩码的个数，目的是使小车运动的加速度尽量大一些，在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算，舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点进行计算，这些都可以减小偶然误差答案：bcd【例22】在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，打点计时器所用电源的频率为50 hz，如图为做变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是（单位：厘米）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94由此可得出小车的加速度大小为_m/s2，经过2点速度为_解析：先计算出相邻两点间的距离：s18.78 cm，s2（16.088.78） cm7.30 cm，s3（21.8716.08） cm5.79 cm；s4（26.1621.87） cm4.29 cm；s5（28.9426.16） cm2.78 cm根据公式a计算加速度大小，其中t5 s0.1 s，a1 m/s21.50 m/s2a2 m/s21.51 m/s2加速度的平均值为：1.51 m/s2v2 m/s6.55 m/s负号表示小车做匀减速运动，加速度方向与速度方向相反答案：1.51 m/s26.55 m/s3纸带类问题的处理通常用纸带可以求解四个物理量，现将具体方法总结如下：（1）物体的运动情况判断：常用“位移差”法判断物体的运动情况，即纸带上的任意两计数点间的距离是否满足关系式xn1xnat2设相邻点之间的位移分别为x1、x2、x3若x2x1x3x2x4x30，则物体做匀速直线运动若x2x1x3x2x4x3d（d为不为0的一定值）则物体做匀变速直线运动（2）位移x：指两个计数点之间的距离，一般可用刻度尺测量得到（3）瞬时速度v：求某一计数点（或计时点）的瞬时速度v，一般利用“平均速度”法即vn（4）加速度：一般有两种方法利用“逐差法”求加速度，若为偶数段，设为6段，则a1a2a3然后取平均值，即或由a直接求得；若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第3段，则a1a2然后取平均值，即；或由a直接求得这样所给的数据充分得到利用，提高了准确程度先求出第n点时纸带的瞬时速度vn（一般要5点以上），然后作出vt图像，用vt图像的斜率求物体运动的加速度【例3】在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50 hz，如图所示为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用刻度尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示试求：（1）小车做什么运动？（2）当打第3个计数点时，小车的速度为多少？（3）若小车做匀变速直线运动，小车的加速度为多少？解析：（1）因为电源频率为50 hz，则打点周期t0.02 s，每相邻两个点之间有四个计数点未画出，所以得到相邻计数点间的时间间隔为t5t0.1 s设相邻计数点之间的位移间隔为x1、x2、x3、x4、x5，由图可得相邻计数点间的位移分别为：x18.78 cm；x27.30 cm；x35.79 cm；x44.29 cm；x52.78 cm所以相邻两计数点间的位移差分别为：xx2x11.48 cm；同理，x21.51 cm；x31.50 cm；x41.51 cm在误差允许的范围内，可近似认为x1x2x3x4，即连续相等的时间内的位移差相等，所以小车做匀减速直线运动（2）根据匀变速直线运动的规律可得：v3 m/s0.504 0 m/s（3）利用“逐差法”a1 m/s21.497 m/s2a2 m/s21.507 m/s2 m/s21.502 m/s2负号表示加速度方向与初速度方向相反或用a求得利用图像法v1 m/s0.804 0 m/s同理v