24時(shí)利用逐差法計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度

1、編寫(xiě)：劉玉升 王國(guó)安 審定：高一物理備課組高一 班 第 組 姓名 小組評(píng)價(jià) 教師評(píng)價(jià) 自學(xué)使能力提升 展示讓神采飛揚(yáng)編寫(xiě)時(shí)間：2016年 10 月25 日授課時(shí)間：2016年 月 日共 1 課時(shí)目標(biāo)與問(wèn)題學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道紙帶上記錄了運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間和位移信息，其中位移是需要通過(guò)測(cè)量得到的物理量，時(shí)間不需要通過(guò)測(cè)量就可以直接得出。2.能根據(jù)紙帶判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。3.學(xué)會(huì)并掌握“逐差法”求加速度的方法。4.學(xué)會(huì)運(yùn)用“兩段法”計(jì)算加速度的方法。5.會(huì)分析比較不同方法之間的優(yōu)缺點(diǎn)，并能對(duì)不同方法所求出的加速度進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)估。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1.根據(jù)紙帶判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。2.掌握“逐差法”求加速度的方法。3.

2、學(xué)會(huì)運(yùn)用“兩段法”計(jì)算加速度的方法。學(xué)習(xí)難點(diǎn)逐差法求加速度的理解與運(yùn)用課時(shí)安排1教學(xué)用具教學(xué)過(guò)程流程學(xué)習(xí)內(nèi)容教師點(diǎn)撥學(xué)生筆記自學(xué)與釋疑用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是中學(xué)物理常用的方法，要探究物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，就要分析打出的紙帶，紙帶分析時(shí)要做的工作一般有：1.判定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)（1）若紙帶上各相鄰點(diǎn)間距相等，則物體做勻速運(yùn)動(dòng).（2）若相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T(mén)，計(jì)算各個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)位移的差x，若x=aT2（恒量），則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).2.某點(diǎn)瞬時(shí)速度的計(jì)算根據(jù)在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中，某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中點(diǎn)時(shí)刻的瞬時(shí)速度：vn=即n點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于（n1）點(diǎn)和（n+1）點(diǎn)間的平均速度.

3、3. 加速度的計(jì)算：一般有三種方法由于物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，所以滿足在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移差相等，即x=aT2可得a=.但利用一個(gè)x求得的加速度偶然誤差太大，為了減小實(shí)驗(yàn)中的偶然誤差，分析紙帶時(shí)，紙帶上的各段位移最好都用上，方法如下：x1x2x3x4x5x6123456（1）利用“逐差法”求加速度(a)如圖所示，若為偶數(shù)段，設(shè)為6段，則，然后取平均值，即或由直接求得；(b)若為奇數(shù)段，則中間段往往不用，如5段，則不用第三段，則，然后取平均值，即；或去掉一段變?yōu)榕紨?shù)段由（2）利用“兩段法”求加速度假設(shè)已測(cè)量出某段紙帶上的S1 、S2 、S3 、S4 、S5 、S6， 如圖1 所示， 計(jì)算加速度過(guò)

4、程：（3）圖像法先求出第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度（一般要5點(diǎn)以上），然后作出圖像，用圖像的斜率求物體運(yùn)動(dòng)的加速度。記錄：練習(xí)與探究探究一 在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車(chē)加速度”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作步驟如下，試找出其中的錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G)A拉住紙帶，將小車(chē)移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后，放開(kāi)紙帶，再接通電源B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪一端，并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D取下紙帶，再斷開(kāi)電源E將紙帶固定在小車(chē)尾部，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析錯(cuò)誤遺漏：_； ；G._；正確的步驟順序?yàn)開(kāi)。探究二 在用電火花計(jì)

5、時(shí)器“探究小車(chē)加速度”的實(shí)驗(yàn)中，圖3甲是一次記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出(電源頻率為50 Hz)（1） 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)有關(guān)公式可求得vB m/s，vC_ m/s，vD m/s.(保留三位有效數(shù)字)（2）利用求得的數(shù)值在圖乙所示坐標(biāo)紙上作出小車(chē)的vt圖象(從打A點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí))利用紙帶上的數(shù)據(jù)求出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)（3）將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)是0.12 m/s，此交點(diǎn)的物理意義是：_。探究三 在用頻閃照相法“探究小車(chē)加速度”的實(shí)驗(yàn)中一小球在桌面上從靜止開(kāi)始做加速直線運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片

6、上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號(hào)，如圖2甲所示，1位置恰對(duì)應(yīng)小球剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間，作為計(jì)時(shí)起點(diǎn)攝影機(jī)連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均相同，小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)各位置的速度分別為v10，v20.06 m/s，v3_ m/s，v40.18 m/s，v5_ m/s.在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度時(shí)間圖象(保留描點(diǎn)痕跡)探究四 用電火花計(jì)時(shí)器測(cè)重力加速度某同學(xué)用圖1所示的裝置測(cè)定重力加速度：（1）電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓為_(kāi)，打點(diǎn)周期是_s（2）打出的紙帶如圖2所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)紙帶的_端應(yīng)和重物相連接。（選填“甲”或“乙”）（3）紙帶上取連續(xù)的1至9點(diǎn)為計(jì)時(shí)點(diǎn)，由紙帶上所

7、給的數(shù)據(jù)可計(jì)算出實(shí)驗(yàn)時(shí)的加速度為_(kāi) m/s2（4）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葦?shù)值為9.8m/s2，請(qǐng)列出測(cè)量值與當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)際值有差異的一個(gè)原因 。 探究五 用滴水法測(cè)重力加速度，用滴水法可以測(cè)定重力加速度的值，方法是：在自來(lái)水龍頭下面 固 放一擋板，如圖B-1所示，仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭，使得前一個(gè)水滴滴在擋板上的同時(shí)，下一個(gè)水滴剛好 開(kāi)始下落。首先量出水龍頭口離擋板的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)的方法是：當(dāng)聽(tīng)到某一水滴滴在 擋板上的聲音的同時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，以后每聽(tīng)到一滴水聲，依次數(shù)“2、3、4”，一 直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表按鈕停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的讀數(shù)t.（ （1）寫(xiě)出用上述

8、方法測(cè)量重力加速度g的表達(dá)式g=_；（ （2）為了減小誤差，改變h的數(shù)值，測(cè)出多組數(shù)據(jù)，記錄在表格中：（表格中的t是水滴從水龍頭口到擋板所用的時(shí)間，即水滴在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間），請(qǐng)?jiān)趫DB-2所示的坐標(biāo)紙中作出適當(dāng)?shù)膱D象，并利用圖象求出重力加速度的值g= （要求保留兩位有效數(shù)字）展示與反饋使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的九大注意事項(xiàng)1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是交流電源，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓是6 V以下，電火花計(jì)時(shí)器的電壓是220 V.2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是短線、重復(fù)點(diǎn)或點(diǎn)跡不清晰，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫(xiě)紙的高度，使之適當(dāng)3復(fù)寫(xiě)紙不要裝反，每打完一條紙帶，應(yīng)調(diào)整一下復(fù)寫(xiě)紙的位置，若點(diǎn)跡不夠清

9、晰，應(yīng)考慮更換復(fù)寫(xiě)紙4紙帶應(yīng)平順，減小摩擦阻力，從而起到減小誤差的作用5使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再放開(kāi)紙帶6使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，墨粉紙?zhí)自诩埍P(pán)軸上，把紙帶穿過(guò)限位孔；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面7處理紙帶數(shù)據(jù)時(shí)，密集點(diǎn)的位移差值測(cè)量起來(lái)誤差大，應(yīng)舍去；一般以每五個(gè)點(diǎn)(或每隔四個(gè)點(diǎn))取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)8描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)把盡量多的點(diǎn)連在一條直線(或平滑曲線)上，不能連在線上的點(diǎn)應(yīng)分居在線的兩側(cè)，誤差過(guò)大的點(diǎn)可以舍去9打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作每打完一條紙帶后，應(yīng)立即切斷電源待安裝好紙帶后，再次接通電源并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是按

10、間歇工作設(shè)計(jì)的，故長(zhǎng)期工作可能會(huì)因線圈發(fā)熱而損壞測(cè)評(píng)與小結(jié)1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_電源的計(jì)時(shí)器，它的工作電壓是_，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，它每隔_打一次點(diǎn)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過(guò)_，復(fù)寫(xiě)紙應(yīng)套在_上，并要放在紙帶的_面；應(yīng)把_電源用導(dǎo)線接在_上；打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先_，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)2.如圖4所示是用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)得到的一條紙帶，測(cè)量出AB1.2 cm，AC3.6 cm，AD7.2 cm，計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D中，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，以下說(shuō)法正確的是()A電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是只能記錄時(shí)間而不能記錄位移的儀器B若電源頻率f50 Hz，則每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的

11、時(shí)間間隔為0.1 sC打B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度vB0.20 m/s D本實(shí)驗(yàn)也可以采用電火花計(jì)時(shí)器3.實(shí)驗(yàn)小組在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，得到一條紙帶如圖3所示，A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，利用刻度尺已經(jīng)測(cè)量得到x11.20 cm，x21.60 cm，x31.98 cm，x42.38 cm，x52.79 cm，x63.18 cm.(1)根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷該實(shí)驗(yàn)小組使用的刻度尺的最小刻度是什么？(2)計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體在B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度 (3)試作出vt圖象，并由圖象求物體的加速度ABCDEO010203040cm圖24.某組學(xué)生研究小車(chē)從斜面上滑下實(shí)驗(yàn)，得到如圖2所示的紙帶，紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)用O、A、B、C、D、E表示根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，可判斷小車(chē)做 運(yùn)動(dòng)，小車(chē)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度是_cm/s，小車(chē)經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度是_cm/s(相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s