高中物理人教版 (2019)必修 第一冊第二章 勻變速直線運動的研究1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律一課一練

這是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一冊第二章 勻變速直線運動的研究1 實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律一課一練，共31頁。PPT課件主要包含了學習目標，技能儲備，實驗原理，注意事項，誤差和有效數(shù)字，精析典題，實驗原理的遷移應用，隨堂演練等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.進一步練習使用打點計時器.2.會根據(jù)紙帶上打出的點利用平均速度公式求瞬時速度.3.會利用圖象法或逐差法求加速度.
1.利用紙帶判斷物體是否做勻變速直線運動的方法如圖1所示，沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間間隔T內(nèi)的位移分別為x1、x2、x3、x4…xn，若Δx＝______＝______＝______＝…＝xn－xn－1，則說明物體在做勻變速直線運動，且Δx＝____.
2.測定勻變速直線運動加速度的方法(1)圖象法①先根據(jù)“平均速度”法求出各計數(shù)點的速度vn＝_________.②作v－t圖象，求出圖象的斜率即物體的_______.(2)利用位移差公式①xn＋1－xn＝____得a＝________，其中T為兩計數(shù)點之間的時間間隔.②逐差法
打點計時器、________、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、復寫紙、坐標紙、細鉛筆、刻度尺.
實驗器材(以小車的勻變速直線運動為例)
1.開始釋放小車時，應使小車_____打點計時器.2.先_______________，打點計時器正常工作后，再_________，當小車停止運動時要及時斷開電源.3.要區(qū)別打點計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即交流電源頻率為50 Hz時，時間間隔為T＝0.02×__ s＝___ s.4.描點時最好用坐標紙，在縱、橫坐標軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點.
1.誤差：測量值跟被測物理量的________之間的差異叫做誤差.誤差按產(chǎn)生原因可分為偶然誤差和系統(tǒng)誤差.(1)偶然誤差①產(chǎn)生原因：由偶然因素造成的.②特點：多次重復同一測量時，偏大和偏小的_____比較接近.③減小偶然誤差的方法：取平均值.(2)系統(tǒng)誤差①產(chǎn)生原因：由儀器結(jié)構(gòu)缺陷、實驗_____不完善造成的.②特點：多次重復測量的結(jié)果總是_____ (或小于)被測量的真實值.③減小系統(tǒng)誤差的方法：校準測量_____，改進實驗_____，完善實驗原理.
2.絕對誤差和相對誤差(1)絕對誤差：測量值和_____值之差.(2)相對誤差：絕對誤差與_____值之比.3.有效數(shù)字(1)定義：帶有一位_______數(shù)字的近似數(shù)字叫做有效數(shù)字.(2)運算結(jié)果一般用兩位或三位有效數(shù)字表示.
例1　如圖2所示是某同學測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖中注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果.所接電源是頻率為50 Hz的交流電.(1)為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，并填入下表內(nèi).(單位：cm)
應用勻變速直線運動規(guī)律處理紙帶問題
由此可以得出結(jié)論：小車的運動是________.
由數(shù)據(jù)表分析可知，在誤差允許范圍內(nèi)相鄰相等時間內(nèi)的位移差相等，因此可以得出結(jié)論：小車的運動是勻變速直線運動.
(2)兩個相鄰計數(shù)點間的時間間隔Δt＝________ s.
(3)小車的加速度的計算式a＝________，加速度a＝________ m/s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
解析　用逐差法來計算加速度.
(4)計算打計數(shù)點B時小車的速度vB＝________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
解析　由于小車做勻變速直線運動，因此，打計數(shù)點B時小車的速度等于AC段的平均速度，即vB＝ ≈0.517 m/s.
針對訓練1　(2019·全國卷Ⅰ)某小組利用打點計時器對物塊沿傾斜的長木板加速下滑時的運動進行探究．物塊拖動紙帶下滑，打出的紙帶一部分如圖3所示．已知打點計時器所用交流電的頻率為50 Hz，紙帶上標出的每兩個相鄰點之間還有4個打出的點未畫出．在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是___點．在打出C點時物塊的速度大小為_____ m/s(保留3位有效數(shù)字)；物塊下滑的加速度大小為________ m/s2(保留2位有效數(shù)字)．
解析　根據(jù)題述，物塊加速下滑，在A、B、C、D、E五個點中，打點計時器最先打出的是A點.根據(jù)刻度尺讀數(shù)規(guī)則可讀出，B點對應的刻度為1.20 cm，C點對應的刻度為3.15 cm，D點對應的刻度為5.85 cm，E點對應的刻度為9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.
例2　(2017·全國卷Ⅰ)某探究小組為了研究小車在桌面上的直線運動，用自制“滴水計時器”計量時間.實驗前，將該計時器固定在小車旁，如圖4(a)所示.實驗時，保持桌面水平，用手輕推一下小車.在小車運動過程中，滴水計時器等時間間隔地滴下小水滴，圖(b)記錄了桌面上連續(xù)6個水滴的位置.(已知滴水計時器每30 s內(nèi)共滴下46個小水滴)
(1)由圖(b)可知，小車在桌面上是_________(填“從右向左”或“從左向右”)運動的.
解析　小車在阻力的作用下，做減速運動，由題圖(b)知，從右向左相鄰水滴間的距離逐漸減小，所以小車在桌面上是從右向左運動的.
(2)該小組同學根據(jù)圖(b)的數(shù)據(jù)判斷出小車做勻變速運動.小車運動到圖(b)中A點位置時的速度大小為_____ m/s，加速度大小為________ m/s2.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
針對訓練2　一個小球沿斜面向下運動，用每隔 s曝光一次的頻閃相機拍攝不同時刻小球位置的照片，如圖5所示，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個小球的像之間的時間間隔為 s，測得小球在幾個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)見下表：
(1)小球在相鄰的相等時間內(nèi)的位移差______(填“相等”或“不相等”)，小球的運動屬于_______直線運動.
解析　由表格中的數(shù)據(jù)知，相鄰的相等時間內(nèi)的位移差為1.1 cm，位移差相等，小球做勻加速直線運動.
(2)沿斜面向下運動的小球在第三個位置的速度為______ m/s，小球的加速度為_______m/s2.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
1.接在周期為T＝0.02 s低壓交流電源上的打點計時器，在紙帶做勻加速直線運動時打出的一條紙帶如圖6所示，圖中所示的是每隔4個計時點所取的計數(shù)點，但第3個計數(shù)點沒有畫出.由圖中的數(shù)據(jù)可求得：(1)該物體的加速度為_____m/s2；
解析　設(shè)1、2間的位移為x1,2、3間的位移為x2,3、4間的位移為x3,4、5間的位移為x4；因為周期為0.02 s，且每打5個點取一個計數(shù)點，所以每兩個計數(shù)點之間的時間間隔為T＝0.1 s；由勻變速直線運動的推論xm－xn＝(m－n)aT2得：x4－x1＝3aT2，代入數(shù)據(jù)解得a＝0.74 m/s2.
(2)第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離為______cm；
解析　第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離即為x2，由勻變速直線運動的推論：x2－x1＝aT2得：x2＝x1＋aT2，代入數(shù)據(jù)得：x2＝0.043 6 m＝4.36 cm.
(3)打第2個計數(shù)點時該物體的速度約為______ m/s.(保留兩位有效數(shù)字)
解析　勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，故：
2.(2016·天津理綜)某同學利用圖7所示裝置研究小車的勻變速直線運動.(1)實驗中，必須的措施是________.A.細線必須與長木板平行B.先接通電源再釋放小車C.小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量D.平衡小車與長木板間的摩擦力
解析　實驗時，細線必須與長木板平行，以減小實驗的誤差，選項A正確；實驗時要先接通電源再釋放小車，選項B正確；此實驗中沒必要使小車的質(zhì)量遠大于鉤碼的質(zhì)量，選項C錯誤；此實驗中不需要平衡小車與長木板間的摩擦力，選項D錯誤.
(2)他實驗時將打點計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，得到一條紙帶，打出的部分計數(shù)點如圖8所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點，圖中未畫出).s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.則小車的加速度a＝_____m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù))，打點計時器在打B點時小車的速度vB＝_____m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)