2019_2020学年高中物理第3章匀变速直线运动的研究第2节匀变速直线运动的实验探究讲义测试（含解析）鲁科版.docx

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1、第2节　匀变速直线运动的实验探究1．了解打点计时器的结构、原理及使用方法，练习使用打点计时器。2．了解频闪照相法及其应用。3．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法和求其瞬时速度和加速度的方法。1.实验原理(1)打点计时器及其应用①两种打点计时器②在时间间隔很短的情况下，平均速度可近似为瞬时速度。由此，可计算出加速度，比较计算出的加速度，可以粗略判断物体是否做匀变速直线运动。(2)频闪照相法及其应用①频闪照相法：利用照相技术，每隔一段时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法。②频闪灯：每隔相等时间闪光一次。如

2、每隔0.1s闪光一次，每秒闪光10次。③频闪照片：当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。④数据处理：频闪照片记录了物体运动的时间，物体运动的位移用尺子量出。至于根据时间和位移信息求加速度的方法，与打点计时器相同。2．实验器材方案1：探究沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动。打点计时器、导线、交流电源、纸带、复写纸、倾斜长木板、小车、刻度尺。方案2：探究物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动。打点计时器、导线、交流电源、纸带、复写纸、重物、刻度

3、尺、铁架台。课堂任务　探究过程·获取数据　本节只讨论实验方案1，实验方案2的实验原理与数据处理方法与方案1类似，故略去(下节会详细练习)。1．实验步骤(1)按照实验装置图，把倾斜长木板固定在实验桌上，把打点计时器固定在长木板上较高的一端，连接好电路。(2)把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，先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器会在纸带上打下一系列小点。随后立即关闭电源。(4)换上新的纸带，重复实验两次。2．注意事项(1)开始释放小车时，应使小车靠

4、近打点计时器。(2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。(3)取下纸带前，先断开电源。(4)选取一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当做计时起点。适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚相邻两计数点的时间间隔T是多少。(5)不要逐次测量各段距离，应一次测量完毕。(6)要防止小车落到斜面底端，当小车到达斜面底端前及时用手按住。(7)长木板的倾角要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，使误差增大。(8)在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位

5、长度的选取，应使图象尽量分布在坐标平面较大的范围内。课堂任务　分析数据·得出结论1．分析实验数据(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点，作为计时起点(即计数点起点)，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…，如图所示。②依次测出0、1,0、2,0、3,0、4，…的距离s1、s2、s3、s4、…，填入表中。③各段的平均速度分别为：1＝，2＝，3＝，4＝，…。将计算得出的各速度填入表中。④可用一段时间内的平均速度代表这段时间内中间时刻的

6、瞬时速度。根据表格中的数据，计算出各相邻段加速度值，比较多个加速度的值，判断物体是否做匀变速直线运动。(2)图象法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，并根据求得的数据在坐标系中描点。②观察点的分布，若点大致分布在一条直线附近，则物体做匀加速直线运动。③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。④根据所画vt图象求出小车运动的加速度a＝。⑤图象法处理数据时的两点注意a．作图时，要用平滑曲线(包括直线)将这些点连起来，要让尽可能多的点

7、分布在线上，不在线上的点均匀分布在线两侧，离线较远的点删去，注意不可用折线连接。b．利用vt图象求加速度时，应选用直线上相距较远的两个点(不一定是原来的描点)来求直线的斜率，即加速度。不能采用量出图线的倾斜角，然后求出其正切值的方法来计算加速度，因为该倾斜角还与坐标轴的标度有关。(3)推论法在匀变速直线运动中任意两个连续相等的时间间隔T内，后一个位移与前一个位移的差值是一个常量，即Δs＝sⅡ－sⅠ＝aT2。证明：时间T内的位移s1＝v0T＋aT2①在时间2T内的位移s2＝v0·2T＋a(2T)2②则sⅠ＝s1，sⅡ

8、＝s2－s1③由①②③得Δs＝sⅡ－sⅠ＝aT22．分析实验误差课堂任务　典例探究·提升能力例1　在“探究沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动”的实验中，利用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。某同学做此实验时步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源。B．将打点计时器固定在倾斜长木板上，并接好电路。C．小车停止运动后，