2019-2020年高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述第9節(jié)測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度教學(xué)案教科版必修1.doc
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2019-2020年高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述第9節(jié)測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度教學(xué)案教科版必修1 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1．進(jìn)一步練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 2．會(huì)利用平均速度求瞬時(shí)速度。 3．會(huì)用v t圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。 4．能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求加速度。 二、實(shí)驗(yàn)原理 利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計(jì)算出各時(shí)刻的速度，再作出速度—時(shí)間的關(guān)系圖像。 1．某點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于以它為中間時(shí)刻的一小段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 2．若v t圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，圖線的斜率表示加速度。 三、實(shí)驗(yàn)器材 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、交流電源、小車、細(xì)繩、一端帶有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、坐標(biāo)紙、復(fù)寫紙、導(dǎo)線。 四、有效數(shù)字和誤差 1．可靠數(shù)字：通過直接讀數(shù)獲得的準(zhǔn)確數(shù)字。 2．存疑數(shù)字：通過估讀得到的數(shù)字。 3．有效數(shù)字：把測量結(jié)果中能夠反映被測量大小的帶有一位存疑數(shù)字的全部數(shù)字叫做有效數(shù)字，有效數(shù)字的最后一位是測量者估讀出來的。 4．誤差：測量值與真實(shí)值之間的差異。 5．誤差分類 系統(tǒng)誤差 偶然誤差 定義 由于實(shí)驗(yàn)原理不完善，實(shí)驗(yàn)方法粗略或儀器本身不精確而引起的誤差 由于各種不可預(yù)測、不可避免的偶然因素對實(shí)驗(yàn)者、測量儀器、被測物理量的影響而產(chǎn)生的誤差 減小方法 提高實(shí)驗(yàn)儀器的測量精度，完善實(shí)驗(yàn)原理，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法 多次測量取平均值 五、實(shí)驗(yàn)步驟 1．如圖191所示，把一端裝有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 圖191 2．把細(xì)繩拴在小車上，并在另一端掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使之跨過定滑輪，調(diào)整裝置，使小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行。 3．把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并將其一端固定在小車的后面。 4．把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)。于是，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)。換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 六、數(shù)據(jù)處理 1．挑選紙帶并測量 在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的。為了便于測量，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡，找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn))，每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量，如圖192所示。(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出) 圖192 2．瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄 (1)根據(jù)vn＝，計(jì)算某點(diǎn)瞬時(shí)速度，其中T＝0.1 s。 (2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù) 位置 0 1 2 3 4 5 6 7 時(shí)刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(ms－1) 3．作出小車運(yùn)動(dòng)的v t圖像 (1)定標(biāo)度：坐標(biāo)軸的標(biāo)度選取要合理，應(yīng)使圖像大致分布在坐標(biāo)平面中央。 (2)描點(diǎn)：在坐標(biāo)紙上確定出各個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的位置。 (3)連線：用一條平滑的曲線或直線“擬合”這些點(diǎn)。 4．求出小車的加速度 方法有兩種 (1)利用v t圖像的斜率：a＝。 (2)利用逐差法：a＝ 七、注意事項(xiàng) 1．開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。 2．先接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動(dòng)時(shí)要及時(shí)斷開電源。 3．要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達(dá)滑輪處之前及時(shí)用手按住它。 4．牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大；加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 5．要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，一般在紙帶上每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔為T＝0.025 s＝0.1 s。 6．描點(diǎn)時(shí)最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫坐標(biāo)軸上選取合適的單位，用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點(diǎn)。 [例1] “在探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號(hào)G、H……) A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處放開紙帶，再接通電源 B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路 C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼 D．取下紙帶 E．將平板一端抬高，輕推小車，使小車能在平板上做勻速運(yùn)動(dòng) F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔 (1)所列步驟中有錯(cuò)誤的是___________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)遺漏的步驟：_______________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序：_______________________________ ________________________________________________________________________。 [解析] (1)步驟A中應(yīng)先通電，再放開紙帶，順序不能顛倒；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源。 (2)遺漏的步驟G：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 (3)步驟完善后，合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序?yàn)锽FECADG。 [答案] (1)A中應(yīng)先通電，再放開紙帶；D中取下紙帶前應(yīng)先斷開電源 (2)G：換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次 (3)BFECADG [例2] 在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中： (1)實(shí)驗(yàn)提供了以下器材：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、交流電源、復(fù)寫紙、彈簧測力計(jì)。其中在本實(shí)驗(yàn)中不需要的器材是________。 (2)如圖193甲所示是某同學(xué)由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的表示小車運(yùn)動(dòng)過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝0.02 s，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為________ s。其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm。 如下表列出了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、E、F時(shí)小車的瞬時(shí)速度，請?jiān)诒碇刑钊氪螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打下D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度。 位置 B C D E F 速度/(ms－1) 0.737 0.801 0.928 0.994 (3)以A點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，在圖乙所示坐標(biāo)系中畫出小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線。 (4)計(jì)算出的小車的加速度a＝________ m/s2。 圖193 [解析] (1)本實(shí)驗(yàn)中不需要測量力的大小，因此不需要的器材是彈簧測力計(jì)。 (2)根據(jù)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用該點(diǎn)前后一段時(shí)間內(nèi)的平均速度來代替知： vD＝＝ m/s＝0.864 m/s。 (3)小車的速度—時(shí)間關(guān)系圖線如圖所示。 (4)在vt圖像中，圖線的斜率表示加速度的大小， 則a＝＝0.64(0.01)m/s2。 [答案] (1)彈簧測力計(jì) (2)0.10 0.864 (3)見解析圖 (4)0.64(0.01) 1．(多選)關(guān)于用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器“測定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是( ) A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪一端 B．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端 C．應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車 D．牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好 解析：選BC 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長木板上沒有滑輪的一端，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小車開始時(shí)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是為了使小車的運(yùn)動(dòng)距離較大，選項(xiàng)B正確；若先釋放小車后接通電源只能在紙帶的后面部分打點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；鉤碼個(gè)數(shù)太少，打點(diǎn)密集，鉤碼個(gè)數(shù)太多，打點(diǎn)太少，都會(huì)帶來實(shí)驗(yàn)誤差，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2. (多選)圖194為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的兩條紙帶，由紙帶可知( ) 圖194 A．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的大 B．在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程中，紙帶甲的平均速度比乙的小 C．紙帶甲的加速度比乙的大 D．紙帶甲的加速度比乙的小 解析：選BD 在打下計(jì)數(shù)點(diǎn)“0”至“5”的過程中，兩紙帶所用時(shí)間相同，但甲紙帶位移小于乙紙帶位移，故甲<乙，A錯(cuò)誤，B正確；相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間所用時(shí)間相等，而甲的速度不變，乙的速度變大，故a甲下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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- 2019 2020 年高 物理 第一章 運(yùn)動(dòng) 描述 測定 變速 直線運(yùn)動(dòng) 加速度 教學(xué) 案教科版 必修
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