2012届高考物理第一轮复习 运动的描述（4）导学案

用心 爱心 专心1 运动的描述 运动的描述 4 4 课 题 实验 探究速度随时间的变化规律 导学目标 1 了解游标卡尺的原理 并会正确运用和读数 2 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 3 学习用打点计时器测定即时速度和加速度 知识要点 一 实验误差一 实验误差 1 误差 测量值与真实值的 叫做误差 2 系统误差和偶然误差 系统误差 由于仪器本身不精确 或实验方法粗略或实验原理不完善而产生的 偶然误差 由于各种偶然因素对实验者 测量仪器 被测物理量的影响而产生的 3 绝对误差和相对误差 绝对误差 测量值与真实值之差 取绝对值 相对误差 等于绝对误差与真实值之比 通常用百分数表示 二 有效数字二 有效数字 1 带有一位不可靠数字的近似数字叫有效数字 因为测量总有误差 测得的数值只能是 近似数字 如用毫米刻度尺量得某书本长 184 2 mm 最末一位数字 2 是估计出来的 是不可靠数字 但仍有意义 一定要写出来 2 有效数字的位数是从左往右数 从第一个不为零的数字起 数到右边最末一位估读数字 止 三 游标卡尺游标卡尺 1 结构 结构 游标卡尺的构造如下图所示 它 的左测量爪固定在主尺上并与主尺垂直 右测量爪与左测量爪平行 固定在游标 尺上 可以随同游标卡尺一起沿主尺滑动 2 原理及原理及读数方法 读数方法 游标卡尺的游标卡尺的读数读数 主尺上读数 标尺上 对齐的格数 精确度 常见游标卡尺的相关数据如下 四 打点计时器四 打点计时器 打点计时器是一种使用交流电源的计 时仪器 它每隔 0 02s 打一次点 由于电 源频率是 50Hz 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 五 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法五 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 如图所示 0 1 2 为时间间隔相等的各计数点 s1 s2 s3 为相邻两计数 游标尺 格 数 刻 度 总 长 每 小格 与 1mm 相差 精 度 mm 测量结果 游标尺第 n 条 刻度线与主尺上 的某条刻度线对 齐 1 0 9 mm 0 1mm 0 1 主尺 mm 数 0 1n 2 0 1 9mm 0 05mm 0 05 主尺 mm 数 0 05n 5 0 4 9mm 0 02mm 0 02 主尺 mm 数 0 02n 用心 爱心 专心2 点间的距离 若 s s2 s1 s3 s2 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 3 由纸带求物体运动加速度的方法 由纸带求物体运动加速度的方法 1 用 逐差法 求加速度 根据 s4 s1 s5 s2 s6 s3 3aT2 T为相邻两计数点间的时间间隔 求出 2 14 1 3T ss a 2 25 2 3T ss a 2 36 3 3T ss a 再算出a1 a2 a3的平均值 即为物体运动的加速度 2 用 v t 图法 先根据 T ss v nn n 2 1 求出打第 n 点时纸带的瞬时速度 后作出 v t 图线 图线的斜率 即为物体运动的加速度 典型剖析 例 1 用毫米刻度尺测量某一物体的长度为 12 6mm 若物体的实际长度为 12 4mm 则绝 对误差 x mm 相对误差 例 2 读出如图所示游标尺的读数 例 3 启东 启东 0808 届届高三调研测试 高三调研测试 在 利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度 的 实验中 打点计时器接在 50Hz 的低压交变电源上 某同学在打出 的纸带上每 5 点取一个计数点 共取了A B C D E F六个计 数点 每相邻两个计数点间的四个点未画出 从每一个计数点处 将纸带剪开分成五段 分别为a b c d e段 将这五段纸带 由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中 如图所示 由此可以 得到一条表示v t关系的图线 从而求出加速度的大小 1 请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线 作答在右图上 并 指出哪个轴相当于v轴 答 ABCDEF 用心 爱心 专心3 2 从第一个计数点开始计时 为求出 0 15s 时刻的瞬时速度 需要测出哪一段纸带的长 度 答 3 若测得a段纸带的长度为 2 0cm e段纸带的长度为 10 0cm 则可求出加速度的大小 为 m s2 例 4 盐城市 盐城市 0808 届高三六所名校联考 届高三六所名校联考 某同学用如图所示 装置测量重力加速度 g 所用交流电频率为 50 Hz 在所选纸带 上取某点为 0 号计数点 然后每 3 个点取一个计数点 所以测 量数据及其标记符号如题图所示 该同学用两种方法处理数据 T 为相邻两计数点的时间间隔 方法方法 A A 由 2 12 1 T SS g 2 23 2 T SS g 2 56 5 T SS g 取平均值 g 8 667 m s2 方法方法 B B 由 3 2 14 1 T SS g 3 2 25 2 T SS g 3 2 36 3 T SS g 取平均值 g 8 673 m s2 1 从实验装置看 该同学所用交流电的电压为 伏特 操作步骤中释放纸带和接通电 源的先后顺序应该是 2 从数据处理方法看 在S1 S2 S3 S4 S5 S6中 对实验结果起作用的 方法A中 有 方法 B 中有 因此 选择方法 A或B 更合理 这样可以减少实验的 系统或偶然 误差 3 本实验误差的主要来源有 试举出两条 训练设计 1 如图所示为测量一金属筒时刻度尺示数的示意图 该金属筒长度为 cm 2 1 某游标卡尺两测脚紧靠时如图甲所示 测物体长度时如图乙所示 则该物体的长度 是 mm 用心 爱心 专心4 2 新式游标卡尺的刻线看起来很 稀疏 使得读数显得清晰明了 便于使用者正确读 取数据 通常游标卡尺的刻度有 10 分度 20 分度 50 分度三种规格 新式游标卡尺也有 相应的三种 但刻度却是 19mm 等分成 10 份 39mm 等分成 20 份 99mm 等分成 50 份 以 39mm 等分成 20 份 的新式游标卡尺为例 如图所示 它的准确度是 mm 用它测量某物体的厚度 示数如图所示 正确的读数是 cm 3 4567 cm 05101520 3 如图为用 50 分度的游标卡尺测量物体长度时的 读数 由于遮挡 只能看见游标的后半部分 这个 物体的长度为 mm 4 如图为物体运动过程的一条清晰纸带 纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T 0 10s 其