2019_2020学年高中物理第二章匀变速直线运动的研究专题强化实验：研究匀变速直线运动的规律学案新人教版必修120190731188

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1、专题强化　实验：研究匀变速直线运动的规律[学科素养与目标要求]　科学探究：1.进一步练习使用打点计时器.2.会根据纸带上打出的点利用平均速度公式求瞬时速度.3.会利用图象法或逐差法求加速度．一、实验原理图11．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法如图1所示，沿直线运动的物体在连续相等时间间隔T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…xn，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…＝xn－xn－1，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2.2．测定匀变速直线运动加速度的方法(1)图象法①先根据“平均速度”法求出各计数点的速度vn＝.②作v－

2、t图象，求出图象的斜率即物体的加速度．(2)利用位移差公式①xn＋1－xn＝aT2得a＝，其中T为两计数点之间的时间间隔．②逐差法a1＝，a2＝，a3＝，a＝＝.若纸带上选出多个计数点，可用逐差法求加速度．二、实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)打点计时器、交流电源、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸、细铅笔、刻度尺．三、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．先启动打点计时器，打点计时器正常工作后，再放开小车，当小车停止运动时要及时断开电源．123．要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带

3、上每隔四个点取一个计数点，即交流电源频率为50Hz时，时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.4．描点时最好用坐标纸，在纵、横坐标轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点．四、误差和有效数字1．误差：测量值跟被测物理量的真实值之间的差异叫做误差．误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差．(1)偶然误差①产生原因：由偶然因素造成的．②特点：多次重复同一测量时，偏大和偏小的机会比较接近．③减小偶然误差的方法：取平均值．(2)系统误差①产生原因：由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成的．②特点：多次重复测量的结果总是大于(或小于)被测量的真实值．③减小系统误差的方法

4、：校准测量仪器，改进实验方法，完善实验原理．2．绝对误差和相对误差(1)绝对误差：测量值和真实值之差．(2)相对误差：绝对误差与测量值之比．3．有效数字(1)定义：带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字．(2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示.一、应用匀变速直线运动规律处理纸带问题例1　如图2所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果．所接电源是频率为50Hz的交流电．图2(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内．(单位

5、：cm)x2－x1x3－x2x4－x3x5－x4x6－x51.581.5712由此可以得出结论：小车的运动是________．(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________s.(3)小车的加速度的计算式a＝________，加速度a＝________m/s2(结果保留三位有效数字)．(4)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s(结果保留三位有效数字)．答案　见解析解析　(1)数据如表所示.x2－x1x3－x2x4－x3x5－x4x6－x51.581.571.571.581.58由数据表分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的

6、位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动．(2)该打点计时器所接的电源是频率为50Hz的交流电，纸带上每隔4个点取一个计数点，即两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝5×s＝0.10s.(3)用逐差法来计算加速度．a＝，将数据代入得加速度的值a＝×10－2m/s2≈1.57m/s2.(4)由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速度，即vB＝≈0.517m/s.二、实验原理的迁移应用例2　(2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间．实验前，将该计时器固定在小车旁

7、，如图3(a)所示．实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车．在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置．(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴)12图3(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的．(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动．小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为________m/s，加速度大小为________m/s2.(结果均保留两位有效数字)答案　(1)从右向左　(2)0.19　0.038解析　(1)小车在阻力

8、的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的．(