测量匀变速直线运动的加速度精选PPT.ppt

测量匀变速直线运动的加速度第1页，此课件共24页哦第2页，此课件共24页哦2实验步骤(1)如图所示，把一端装有定滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路第3页，此课件共24页哦(2)把把细绳细绳拴在小拴在小车车上，并在另一端挂上适当的上，并在另一端挂上适当的钩码钩码，使，使之跨之跨过过定滑定滑轮轮，调调整装置，使小整装置，使小车车能在能在长长木板上平木板上平稳稳地加地加速滑行速滑行(3)把把纸带纸带穿穿过过打点打点计时计时器，并将其一端固定在小器，并将其一端固定在小车车的后面的后面(4)把小把小车车停在靠近打点停在靠近打点计时计时器器处处，接通，接通电电源，放开小源，放开小车车，让让小小车车拖着拖着纸带纸带运运动动于是，打点于是，打点计时计时器就在器就在纸带纸带上打下上打下一系列的点，一系列的点，换换上新上新纸带纸带，重复，重复实验实验三次三次第4页，此课件共24页哦数据处理的方法数据处理的方法1选取纸带、确定计数点并进行测量选取纸带、确定计数点并进行测量(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带在三条纸带中选择一条最清晰的纸带(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点找一个适当的点作计时起点(0点点)(3)每每5个个计时计时点点(相隔相隔0.1 s)取取1个计数点进行测量个计数点进行测量(如下如下图所示，相邻两点中间还有图所示，相邻两点中间还有4个点未画出个点未画出)第5页，此课件共24页哦第6页，此课件共24页哦(2)用用vt图图象求加速度在坐象求加速度在坐标纸标纸上，以速上，以速度度v为纵轴为纵轴、时间时间t为为横横轴轴建立直角坐建立直角坐标标系系根据上表中的根据上表中的v、t数据，在直角坐数据，在直角坐标标系中系中描点，如右描点，如右图图所示，通所示，通过观过观察、思考，找察、思考，找出出这这些点的分布些点的分布规规律，然后根据律，然后根据这这些点的些点的分布分布趋趋向，用一条平滑的曲向，用一条平滑的曲线线(包括直包括直线线)连连接接这这些点，并些点，并尽量尽量让让多数点落在曲多数点落在曲线线上上(或直或直线线)上上，不在曲，不在曲线线(或直或直线线)上的点上的点应应分布在曲分布在曲线线(或直或直线线)两两侧侧，且两，且两侧侧的点数大致相同注意：的点数大致相同注意：在坐在坐标纸标纸上画上画vt图图象象时时，坐，坐标轴单标轴单位位长长度的度的选选取要合适，使取要合适，使图图象分象分布在坐布在坐标标平面的大部分面平面的大部分面积积上上(3)分析分析vt图图象，小象，小车车运运动动的加速度数的加速度数值值上等于上等于vt图线图线的斜率，的斜率，应应注意其注意其斜率等于斜率等于v/t，不能由，不能由tan 求加速度求加速度第7页，此课件共24页哦024681012t/s0.10.20.3 0.40.5 0.6 0.70.8v(cms-1)根据数据描点，根据数据描点，画一条直线画一条直线，让直线让直线尽可能地通过较多的尽可能地通过较多的点，没在直线上的点点，没在直线上的点均分在两侧。均分在两侧。第8页，此课件共24页哦024681012t/s0.10.20.3 0.40.5 0.6 0.70.8v(cms-1)在图象上任取在图象上任取两点利用其坐标值两点利用其坐标值求出斜率即物体的求出斜率即物体的加速度。加速度。vt第9页，此课件共24页哦1开始开始释释放小放小车时车时，应应使小使小车车靠近打点靠近打点计时计时器器2应该应该是先接通是先接通电电源，等打点源，等打点稳稳定后，再定后，再释释放小放小车车3取下取下纸带纸带前，先断开前，先断开电电源源4选择选择一条理想的一条理想的纸带纸带，是指，是指纸带纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当部分，适当选选取取计计数点，弄清楚所数点，弄清楚所选选的的时间间时间间隔隔T等于多少秒等于多少秒5要区分打点要区分打点计时计时器打出的器打出的计时计时点和人点和人为选为选取的取的计计数点，数点，一般在一般在纸带纸带上每隔上每隔4个点取一个个点取一个计计数点，即数点，即时间间时间间隔隔为为T0.025 s0.1 s.第10页，此课件共24页哦1.1.小车运动时小车运动时摩擦摩擦不均匀，打点不稳定引起不均匀，打点不稳定引起系统误差系统误差2.2.纸带上计数点间距纸带上计数点间距测量测量以及以及作作v-tv-t图象图象引起引起偶然误差偶然误差主要误差分析主要误差分析七、注意事项七、注意事项1.1.平行平行：纸带、细绳要和长木板平行：纸带、细绳要和长木板平行2.2.靠近靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置置3.3.一先一后一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带后先断开电源，后取下纸带4.4.防止碰撞防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞码落地，小车与滑轮碰撞第11页，此课件共24页哦5.5.减小误差减小误差：小车另一端挂的：小车另一端挂的钩码个数要适当钩码个数要适当，避免速度过，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集过于密集6.6.纸带选取纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点适当选取计数点7.7.准确作图准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧的两侧第12页，此课件共24页哦 1.某同学在某同学在测测定匀定匀变变速直速直线线运运动动的加速度的加速度实验实验中，中，获获得一条点迹清楚的得一条点迹清楚的纸带纸带，如，如下下图图所示，已知打点所示，已知打点计时计时器每隔器每隔0.02 s打一个打一个计时计时点，点，该该同学同学选择选择 A、B、C、D、E、F六个六个计计数点，数点，对计对计数点数点进进行行测测量的量的结结果果记录记录在下在下图图中，中，单单位是位是cm.(1)试计试计算在打下算在打下B、E两两点点时时小小车车的瞬的瞬时时速度速度vB、vE(2)小小车车的加速度的加速度为为多大？多大？第13页，此课件共24页哦例例2在在实验实验中得到中得到纸带纸带如下如下图图所示，所示，图图中的点中的点为计为计数点，在每两个相数点，在每两个相邻计邻计数点数点间还间还有有4个点没有画出，个点没有画出，则则小小车车运运动动的加速度的加速度为为(单单位：位：m/s2)（)A0.2 B2.0 C20.0 D200.0第14页，此课件共24页哦例例3，在某次在某次实验实验中，物体拖中，物体拖动纸带动纸带做匀加速直做匀加速直线线运运动动，打点，打点计时计时器所器所用的用的电电源源频频率率为为50 Hz，实验实验得到的一条得到的一条纸带纸带如如图图所示，所示，纸带纸带上每相上每相邻邻的的两个两个计计数点之数点之间间都有都有4个点未画出按个点未画出按时间顺时间顺序取序取0、1、2、3、4、5六个六个计计数点，数点，实验实验中用直尺量出各中用直尺量出各计计数点到数点到0点的距离如点的距离如图图所示所示(单单位：位：cm)在在计计数点数点1所代表的所代表的时时刻，刻，纸带纸带运运动动的瞬的瞬时时速度速度为为v1_m/s，物体的加速度，物体的加速度a_m/s2.(保留两位有效数字保留两位有效数字)该该同学在同学在测测量的量的时时候没有将候没有将计计数点数点5的数的数值记录值记录下来，根据前面下来，根据前面的数的数值值可以推算出可以推算出计计数点数点5到到0点的距离点的距离为为_cm.第15页，此课件共24页哦4.4.（20102010重庆高考）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速重庆高考）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度度,电源频率电源频率f=50 Hz,f=50 Hz,在纸带上打出的点中在纸带上打出的点中,选出零点选出零点,每隔每隔4 4个点取个点取1 1个计数点个计数点.因保存不当因保存不当,纸带被污染纸带被污染,如图所示，如图所示，A A、B B、C C、D D是依次排列的是依次排列的4 4个计数点个计数点,仅能仅能读出其中读出其中3 3个计数点到零点的距离个计数点到零点的距离:x:xA A=16.6 mm=16.6 mm、x xB B=126.5 mm=126.5 mm、x xD D=624.5 mm.=624.5 mm.若无法再做实验若无法再做实验,可由以上信息推知可由以上信息推知:(1)(1)相邻两计数点的时间间隔为相邻两计数点的时间间隔为_s;_s;(2)(2)打打C C点时物体的速度大小为点时物体的速度大小为_m/s;_m/s;(3)(3)物体的加速度大小为物体的加速度大小为_(_(用用x xA A、x xB B、x xD D和和f f表示表示).).第16页，此课件共24页哦故故答案：答案：(1)0.1 (2)2.49 (3)(1)0.1 (2)2.49 (3)【标准解答】【标准解答】(1)(1)相邻两计数点的时间间隔相邻两计数点的时间间隔T=0.025 s=0.1 s.T=0.025 s=0.1 s.(2)(2)(3)(3)计数点计数点A A、B B中间时刻的速度中间时刻的速度而而第17页，此课件共24页哦5.5.某同学在某同学在测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较时，得到了几条较为理想的纸带，并在每条纸带上每为理想的纸带，并在每条纸带上每5 5个计时点取一个计数点个计时点取一个计数点,依打依打点先后编为点先后编为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5.5.由于不小心，纸带被撕断，部分由于不小心，纸带被撕断，部分缺失，如图所示缺失，如图所示.请根据给出的甲、乙、丙、丁四段纸带回答：请根据给出的甲、乙、丙、丁四段纸带回答：(1)(1)从纸带甲上撕下的从纸带甲上撕下的那段应该是乙、丙、丁那段应该是乙、丙、丁三段纸带中的三段纸带中的_._.(2)(2)打纸带甲时，物体的打纸带甲时，物体的加速度大小是加速度大小是_m/s_m/s2 2;打计数点打计数点1 1时，物体的速度大时，物体的速度大小是小是_m/s._m/s.第18页，此课件共24页哦【解析】【解析】因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打甲纸因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打甲纸带时，加速度带时，加速度 m/s m/s2 2=0.6 m/s=0.6 m/s2 2,又小车运动的加速度：又小车运动的加速度：则则4 4、5 5两点间隔为：两点间隔为：s s5 5=s=s2 2+3aT+3aT2 2=36.010=36.010-3-3 m+30.60.1 m+30.60.12 2 m=5410 m=5410-3-3 m=54.0 mm,m=54.0 mm,所以从纸带甲上撕下的那段应是丙所以从纸带甲上撕下的那段应是丙.m/s=0.33 m/s.m/s=0.33 m/s.答案：答案：(1)(1)丙丙 (2)0.6 0.33 (2)0.6 0.33第19页，此课件共24页哦6.6.光电门光电门1 1、2 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0101.0102 2s s和和4.0104.0103 3s.s.用精度为用精度为0.05mm0.05mm的游标卡尺测量的游标卡尺测量滑块的宽度为滑块的宽度为d d1.010cm.1.010cm.(1)(1)滑块通过光电门滑块通过光电门1 1时的速度时的速度v v1 1_m/s_m/s，滑块通过光电，滑块通过光电门门2 2时的速度时的速度v v2 2_m/s.(_m/s.(结果保留两位有效数字结果保留两位有效数字)第20页，此课件共24页哦(2)(2)由此测得的瞬时速度由此测得的瞬时速度v v1 1和和v v2 2只是一个近似值，它们实质只是一个近似值，它们实质上是通过光电门上是通过光电门1 1和和2 2时的时的_，要使瞬时速度的测，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些的宽度减小一些.(3)(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量为了计算出滑块的加速度，除了测量d d、t t1 1和和t t2 2之外，还需之外，还需要测量要测量_._.则用这些物理量计算加速度的表达式则用这些物理量计算加速度的表达式为为a=_.a=_.第21页，此课件共24页哦【解析】【解析】(1)v(1)v1 1 m/s m/s1.0 m/s1.0 m/sv v2 2 m/s m/s2.5 m/s2.5 m/s(2)v(2)v1 1、v v2 2实质上是滑块通过光电门实质上是滑块通过光电门1 1和和2 2时的平均速度，要使瞬时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些.(3)(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量为了计算出滑块的加速度，除了测量d d、t t1 1和和t t2 2之外，还需之外，还需要测量的物理量有两种方案要测量的物理量有两种方案.第22页，此课件共24页哦方案一：测滑块由光电门方案一：测滑块由光电门1 1运动至光电门运动至光电门2 2所用时间所用时间t t，由，由v v2 2=v=v1 1+at+at得得方案二：测两光电门之间的距离方案二：测两光电门之间的距离L L，由，由 =2aL =2aL得得答案：答案：(1)1.0 2.5 (2)(1)1.0 2.5 (2)平均速度平均速度 滑块滑块(3)(3)滑块由光电门滑块由光电门1 1运动至光电门运动至光电门2 2所用时间所用时间t t或两光电门之间的或两光电门之间的距离距离L L 或或第23页，此课件共24页哦1.误差误差(error):测出的数值测出的数值(测量值测量值)与真实值之间的差异叫误差与真实值之间的差异叫误差.系统误差系统误差:由于仪器本身不精确由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验方法粗略,或实验原理不完善产生或实验原理不完善产生.减小方法减小方法:校准测量仪器校准测量仪器,改进实验方法改进实验方法,设计在原理上更完善的实验设计在原理上更完善的实验.产生原因：产生原因：分类分类:系统误差系统误差偶然误差偶然误差偶然误差偶然误差:减小方法：减小方法：多次测量求平均值多次测量求平均值第24页，此课件共24页哦