教科版必修1 第1章9测定匀变速直线运动的加速度 学案.doc

9测定匀变速直线运动的加速度学习目标重点难点1练习使用打点计时器2利用纸带求速度3应用vt图像处理实验数据重点：1通过实验探究过程，学会物理规律探究的方法2通过实验获取数据，作出图像，分析图像难点：利用vt图像分析小车的运动规律实验原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度时间的关系图像1某点的瞬时速度等于以它为中间时刻的一小段时间内的平均速度2若vt图像为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度实验器材：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、坐标纸实验过程：一、实验步骤1如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，将纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面3把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一行小点4换上新的纸带，重复实验两次5增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验二、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，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，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，并记录填入表中位置编号012345时间t/sx/mv/（ms1）（2）分别计算出与所求点相邻的两计数点之间的距离x1、x2、x3（3）利用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求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中（4）根据表格的数据，分析速度随时间怎么变化2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，让这条直线通过尽可能多的点，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，如图所示（3）观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律注意事项：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），弄清楚所选的时间间隔t为多少5要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当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t0.025 s0.1 s7在坐标纸上画vt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在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点打点计时器的使用及加速度计算1开始释放小车时为何要求小车靠近打点计时器？先通电打点还是先释放小车？打点完毕后为何要及时断开电源？2试探究分析应选择什么样的纸带进行研究？选择纸带的哪一部分进行研究？计时点和计数点一样吗？一般如何选取计数点？这样选取的目的是什么？3探究讨论在坐标纸上画vt图像时有没有必要注意坐标轴单位长度的选取？为什么？作出的图像怎样分布较理想？4试探究分析为使实验结果较为准确应注意哪些问题5该实验中对拉动小车的钩码有何要求？为什么？6选取计数点时为什么要舍掉开始一些过于密集的点？这样做的意义是什么？在测定匀变速直线运动的加速度实验中，小车拖着纸带运动，每秒打点50次的打点计时器打出的纸带如图所示选出a、b、c、d、e共5个计数点，每相邻两点间还有4个打印点（图中未画出）以a为起点量出的各计数点的位移，已经标在图上求：（1）ae段的平均速度；（2）c点的瞬时速度；（3）小车运动的加速度1根据相邻相同的时间间隔内的位移之差为一恒量来求xat 2，所以a2逐差法：将已知的数据均分成两组，对应数值相减，求出加速度，然后再求解加速度的平均值例如，已知6组数x1、x2、x3、x4、x5、x6，根据x4x1x5x2x6x33at2，求出a1、a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即为所求的匀变速直线运动的加速度“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用测量的数据x1、x2、x3以减小偶然误差3图像法：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即vn，求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度，再作出vt图像，图线的斜率即为匀变速直线运动物体的加速度1关于电磁打点计时器的使用，下列说法中正确的是（）a电磁打点计时器一般使用46 v的直流电源b安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面c开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器d最好在接通电源的同时放开小车2在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，关于计数点间的时间间隔，下列说法中正确的是（打点周期为0.02 s）（）a每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sb每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 sc每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10 sd每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08 s3打点计时器使用交流电源的频率为50 hz，在实验中，若交流电的频率变小了而未被发现，则测得小车的速度值与真实值比较将（）a偏大 b偏小c无影响 d无法判断4在实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上_a把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面b把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路c换上新的纸带，再重复做两次d把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面e使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动f把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码g断开电源，取出纸带5如图是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带，从0点开始每5个点取一个计数点，依照打点的先后顺序依次编号为1、2、3、4、5、6，测得x15.18 cm，x24.40 cm，x33.62 cm，x42.78 cm，x52.00 cm，x61.22 cm（1）相邻两计数点间的时间间隔为_s；（2）打点计时器打计数点3时，物体的速度大小v3_m/s，方向_（填“由ab”或“由ba”）提示：用最精练的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究：1答案：（1）开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器这样才能充分利用纸带，从纸带的一端开始打点，而不至于从纸带中间开始打点（2）先接通电源，等打点稳定后，再释放小车（3）打点完毕，立即断开电源可以保护打点计时器，防止复写纸因局部打点次数过多而损坏2答案：（1）选择一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，选用点迹较稀疏部分（2）人为选取的计数点和打点计时器打出的计时点不一定一样（3）一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为t0.025 s0.1 s（4）这样选取的目的是为了便于测量和计算3答案：（1）在坐标纸上画vt图像时，有必要注意坐标轴单位长度的选取（2）坐标轴单位长度的选取情况将直接影响作出的图像在坐标平面内的分布情况，进而影响实验结果的误差大小（3）应使作出的图像尽量分布在坐标平面的大部分面积上4答案：（1）实验前，将打点计时器固定在长木板的一端，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象（2）如打出的点不清晰或呈短线状，应调整振针距复写纸的高度（3）每打好一条纸带，应将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰（4）不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出各计数点到计数起点o之间的距离，然后算出相邻两计数点间的距离）读数时应估读到精度值的下一位5答案：钩码质量应在25100 g为宜（1）若钩码质量过大，例如大于150 g，则纸带上打出的点数不能满足以0.1 s选取6个计数点的要求，实验又要求改变钩码质量多做几次，所以应选用25 g的钩码，若无合适的钩码，也可以用沙子和小桶代替钩码（2）若钩码质量过小，小车速度太小，导致打出的点太密集，很难测量且误差太大6答案：小车刚开始运动时速度很小，点间距离不易测量，舍掉开始一些密集的点后，可以减小测量造成的误差迁移与应用：答案：（1）0.19 m/s（2）0.19 m/s（3）0.2 m/s2解析：（1） m/s0.19 m/s（2）vc0.19 m/s（3）由xat2，采用逐差法求解a，则a10.2 m/s2，a20.2 m/s2，a0.2 m/s2当堂检测1c解析：电磁打点计时器是一种使用46 v交流电源的计时仪器，它是靠通电线圈的磁场与永久磁铁相互作用使振动片做周期性振动而打点计时的，故必须接低压交流电源；复写纸应安放在纸带的上面，要求在纸带运动时，复写纸绕定位轴转动，这样才能打出清晰的点；释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样才能在纸带上50 cm长度内清楚地取出78个计数点（以每打五个点作为一个计数点）；应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车2ac3a解析