1、10 测定匀变速直线运动的加速度 第一章 运动的描述 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vt图像处理实验数据，并据此判断物体的运动性质. 4.能根据实验数据求加速度. 目标 定位 栏目 索引 测定匀变速直线运动的加速度 对点检测 自查自纠 测定匀变速直线运动的加速度 一、实验原理和器材 1.实验原理 (1)利用纸带计算瞬时速度：以纸带上某点为中间时刻取一小段位移，用 这段位移的 表示这点的瞬时速度. (2)用v-t图像表示小车的运动情况：以速度v为 、时间t为 建立直 角坐标系，用描点法画出小车的v-t图像，图线的 表示加速度 的大小，如果v-t图像是一
2、条倾斜的直线，说明小车的速度是均匀变化的. 2.实验器材：打点计时器、 、纸带、一端附有滑轮的长木板、 小车、细绳、 、 、坐标纸. 答案 平均速度 纵轴横轴 倾斜程度 交流电源 钩码 刻度尺 二、实验步骤 图1 1.如图1所示，把一端附有滑轮的长木 板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌 面，打点计时器固定在长木板没有滑 轮的一端，连接好电路. 2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨 过滑轮，下面挂上适当的钩码，把纸 带穿过打点计时器，并把纸带的另一 端固定在小车的后面. 3.把小车停在 打点计时器的位置，先，后 (填“接通电源”或“释放小车”)，让小车拖着纸带运动，打点计时器 就在纸带上打下一行小点
3、，随后立即关闭电源. 4.换上新纸带，重复实验两次. 答案 靠近接通电源释放小车 三、数据处理 1.测量并记录数据 在三条纸带中选择一条点迹最清晰的.为了便于测量，舍掉开头一些过 于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图2所示.(相邻两点间还有4个点未画出) 图2 答案 位置01234567 时刻t/s v/(ms1) 00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 3.作出小车运动的vt图像 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平 面中央. (2)描点：在坐标纸上确定出各个坐标点的位置. (3)连
4、线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点. 四、注意事项 1.开始释放小车时，应使小车 (填“靠近”或“远离”)打点计时器. 2.先，等打点稳定后，再 (填“接通电源”或“释放小 车”). 3.打点完毕，立即断开电源. 4.选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数 点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间T等于多少.一般在 纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间为T0.025 s0.1 s. 答案 靠近 接通电源释放小车 5.在坐标纸上画vt图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽 量分布在坐标平面中央. 6.利用描出的点作vt图像时，不要将相邻的点依次相连成折线，
5、而应 使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线) 两侧，个别离线较远的点应舍去. 五、误差和有效数字 1.误差：测量值与 之间的差异叫做误差，误差按产生原因可分 为系统误差和偶然误差. (1)系统误差 产生原因：由于仪器本身 或实验方法 ，实验原理 产生的. 特点：当多次重复测量时，测量值总是同样的或. 减小方法：校准测量 ，改进实验 ，完善实验 . 答案 真实值 不精确粗略不完善 偏大偏小 仪器方法原理 (2)偶然误差 产生原因：由于各种偶然因素对实验者、 、被测 的 影响而产生的. 特点：测量值和真实值相比有时偏大，有时 ，并且偏大和偏小 的相同. 减小方法：多次测
6、量求 . 答案 测量仪器物理量 偏小 概率 平均值 2.有效数字 (1)可靠数字：通过直接读数获得的. (2)存疑数字：通过 得到的数字. (3)有效数字：带有一位 的全部数字. (4)凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻 度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(存疑数字). (5)运算结果一般可用23位有效数字表示. 答案 准确数字 估读 存疑数字 例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，利用打点计时器 打出了如图3所示的一条纸带，其中1、2、3、4、5、6、7均为计数点 ，且相邻的两个计数点之间都有4个点没有画出来，已知电源的频率为 50 Hz.现测得：
7、 x11.40 cm，x21.90 cm，x32.40 cm，x42.90 cm ，x53.40 cm，x63.90 cm. 解析答案 图3 (1)在打点计时器打出点2、3、4、5时，小车的速度分别为v2 _cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5 _cm/s. 答案 16.50 21.50 26.50 31.50 (2)在图4所示的坐标纸上作出速度时间图像(从1开始计时). 解析答案 图4 解析 如图所示： 答案 如解析图所示 (3)根据作出的速度时间图像，求出小车的加速度为_ m/s2( 取两位有效数字). 解析答案 0.50(误差0.03) 例2 如图5所示，是某同学测量匀变速直线
8、运动的加速度时，从若干 纸带中选取的一条纸带的一部分.他每隔4个点取一个计数点，图上注 明了他对各个计数点间距离的测量结果. 图5 解析答案 (1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内.(单 位：cm，电源频率为50 Hz) x2x1x3x2x4x3x5x4x6x5 各位移差与平均值最多相差_cm，即各位移差与平均值最多 相差_%.由此可得出结论：小车在_的位移之差，在 _范围内相等，所以小车的运动是_. 解析 x2x11.60 cm；x3x21.55 cm； x4x31.62 cm；x5x41.53 cm；x6x51.61 cm； x1.58 cm. 各位移差与平均值最多
9、相差0.05 cm，即各位移差与平均值最多相差 3.2%.由此可得出结论：小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差 ，在误差允许范围内相等，所以小车的运动是匀加速直线运动. 答案 1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 任意两个连 续相等的时间内 误差允许 匀加速直线运动 解析答案 1.59 1.571.59 1.58 返回 对点检测 自查自纠123 1.(多选)在用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验中，下列说法 中对于减小误差来说有益的是：_. A.选取计数点时，常使两计数点之间还有四个记录点为好 B.先释放纸带，再接通电源 C.选计数点时，舍去纸带
10、上密集的点，只利用点迹清晰、点迹间距适 当的一部分进行测量和计算 D.最好用vt图像来求加速度 答案 ACD 123 2.如图6所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清 晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，其中x17.05 cm 、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.27 cm. 图6 (1)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度，请在表中填入 打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字). 位置BCDEF 速度(ms1)0.737 0.864 0.994 (2)以A点为计时起点，在如
11、图7所示坐标图中画出小车的速度时间关系 图线. 图7 解析答案 (3)根据你画出的小车的速度时间的关系图线计算出的小车的加速 度a_m/s2.(保留两位有效数字) 123 答案 (1)0.801 0.928 (2)如图所示 (3)0.64(0.610.66) 123 3.学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到 频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图8所示.他在纸带 上便于测量的地方选取第一个计时点，在这点上标明A，第六个点上标 明B，第十一个点上标明C，第十六个点上标明D，第二十一个点上标 明E.测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56 cm，CD长 为11.15 cm，DE长为13.73 cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为 _m/s，小车运动的加速度大小为_m/s2，A、B的 距离应为_cm.(保留三位有效数字) 解析答案返回 图8 解析答案 返回
