2.3 测量匀变速直线运动的加速度（16张PPT）课件 2024-2025学年高一物理粤教版（2019）必修第一册

(共16张PPT)
第二章 匀变速直线运动
第3节 测量匀变速直线运动的加速度
通过第一节的实验研究，我们知道了匀变速直线运动的特点：速度均匀变化，加速度恒定；连续相等时间内的位移不等。而位移变化量相等。本节我们利用打点计时器，通过实验测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。
1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。
2.会利用计算法和图像法求解小车的加速度。
1．各计数点的速度的计算方法：某计数点的速度等于以该计数点为中间时刻的一小段时间内的平均速度。
2．加速度的计算方法：
(1)根据各计数点的速度，描绘v t图像，则图线的斜率即为小车的加速度。
(2)由相邻相等时间内的位移差Δs＝aT2求加速度大小。
一、实验原理
利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算各计数点的速度及小车运动的加速度。
二、实验器材
交流电源、复写纸、刻度尺、导线
钩码
小车
细绳
纸带
打点计时器
一端附有定滑轮的长木板
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。
二、实验步骤
2．把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速运动。
3．让纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面。
4．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动。于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复实验三次。
1．挑选纸带并测量
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，如图所示。(相邻两点间还有4个点未画出)
三、数据处理
2．瞬时速度的计算和记录
(1)根据，计算某点瞬时速度，其中T＝0.1 s。
(2)设计表格并记录相关数据
3．加速度的计算
(1)利用v t图像求出
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连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点。
④在图线上选出容易读取的两个点(t1、v1)和(t2、v2)，根据求出加速度。
(2)利用Δs＝aT2求出：此法适用于相邻相等时间内的位移差都相等的情况或数据较少的情况。
四、误差分析
1．木板的粗糙程度不同会产生系统误差，实验中应尽量选用粗糙程度均匀的木板。
2．根据纸带测量位移时会产生偶然误差，实验中应一次性测量各计数点到起始点的距离。
3．作v t图像时单位选择不合适或作图不准确会带来偶然误差，实验中应选取合适的坐标单位。
1．牵引小车的钩码个数要适当，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，误差增大。
2．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
3．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。
4．打点完毕，立即断开电源。
5．要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住。
6．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t＝0.1 s。
五、注意事项
1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图甲所示为记录小车运动情况的一条纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s。
(1)计算D、C、B各点的瞬时速度，vD＝________ m/s，vC＝________ m/s，vB＝________ m/s。
(2)在如图乙所示坐标系中作出小车的v t图像，并根据图像求出a＝________。
(1)3.90 2.64 1.38 (2)12.6 m/s2
2.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示给出了从0点开始每五个计时点取一个计数点的纸带，其中0,1,2,3,4,5,6都为计数点。测得s1＝1.40 cm，s2＝1.90 cm，s3＝2.38 cm，s4＝2.88 cm，s5＝3.39 cm，s6＝3.87 cm。
(1)分析小车运动速度随时间变化的规律，并判断小车做什么运动。
(2)求出小车的加速度。
答案：（1）小车做匀加速直线运动 (2)0.496 m/s2
探究小车速度随时间变化的规律
实验原理
各计数点的速度的计算方法
加速度的计算方法
实验器材
实验步骤
数据处理
实验注意事项和误差分析
挑选纸带并测量
瞬时速度的计算和记录、加速度的计算