浙江专用2018-2019高中物理第二章匀变速直线运动的研究微型专题实验：研究匀变速直线运动的规律学案新人教版必修1

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1、微型专题　实验：研究匀变速直线运动的规律[学习目标]　1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用v－t图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质.4.能根据实验数据求加速度并会测量自由落体加速度.5.了解误差和有效数字.一、实验原理1.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.图12.测

2、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－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逐差法若纸带上选出多个计数点，可用逐差法求加速度a＝.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、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.先接通电源，打点计时器正常工作后，再释放小车，当

3、小车停止运动时要及时断开电源.3.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带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

4、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：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)运算结果一般取两位或三位有效数字表示.一、研究匀变速直线运动例1　(2018·温州市十五校联考)同学们利用如图2所示装置做“研究匀变速直线运动”实验.请你完成下列有关问题：图2(1)实

5、验室提供如图3甲、乙两种打点计时器，某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的(填“甲”或“乙”)计时器.图3(2)另一实验小组使用的是电磁打点计时器，图4中，接线正确的是(填“甲”或“乙”)图4(3)小宇同学选取一条清晰纸带进行研究，在纸带上确定出九个计数点，如图5所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，根据纸带提供的信息，纸带上3、5两点间距离为mm.图5(4)纸带上计数点6的瞬时速度为m/s，小车运动的加速度为m/s2(瞬时速度保留3位有效数字，加速度保留2位有效数字).(5)在“探究小车速度随时

6、间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是.A.垫高长木板的一端，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案　(1)乙　(2)乙　(3)35.0　(4)0.255　0.40　(5)CD解析　(1)题图甲为电磁打点计时器，题图乙为电火花计时器，故选乙；(2)电磁打点计时器使用的是6V以下交流电源，故题图乙的连接是正确的；(3)由题图可得点3对应的刻度值为2

7、.50cm，点5对应的刻度值为6.00cm，所以3、5两点间的距离为6.00cm－2.50cm＝3.50cm＝35.0mm.(4)纸带上计数点6的瞬时速度等于5到7的平均速度，v6＝57＝＝cm/s＝25.5cm/s＝0.255m/s.逐差法计算加速度a1＝，a2＝，a3＝，则a＝＝≈0.40m/s2.(5)实验过程中，应使小车做匀加速直线运动，故选用平整程度、光滑程度相同的长木板做实验.处理纸带时，应舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量，以减少读数误差，故选C、D.例2　如图6所示是

8、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.打点计时器所接电源是频率为50Hz的交流电.图6(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：cm)x2－x1x3－x2x4－x3x5－x4x6－x5由此可以得多出结论：小车的运动是.(2)两个相邻计数点间