9. 测定匀变速直线运动的加速度教学设计第二课时

江苏省高邮市第一中学

高一物理备课组

第一章 运动的描述

第9节 实验：测定匀变速直线运动的加速度

★★★★ 预习单 ★★★★

1.实验步骤

（1）一端附有____________的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板的____________. （2）纸带穿过打点计时器的____________，固定于小车的后面，细绳的一端拴在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的____________. （3）将小车停在靠近____________的位置，先____________后释放纸带. （4）打完一次纸带后立即___________，换上新的纸带，重复操作三次. 2.数据处理

在三条纸带中选取一条____________的纸带.为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为___________. 方法一：用逐差法求a：可以选择相隔Δt的点为___________进行测量，记入自己设计的表格，测出各相邻的计数点距离x1 、x2、x3、x4、x5、x6.

利用公式：Δx=at2求出a 方法二：用图像法求a：可以选择相隔Δt的点为___________进行测量，记入自己设计的表格，测出各计数点的速度，并作出V—t图象

（1）在____________图象中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律. （2）根据描点作出速度—时间图象，求出图像斜率即求出加速度a ★★★★ 活动单 ★★★★

【活动一：实验操作的有关问题】

打点计时器在使用时应该注意哪些问题？

例题1：在测定匀变速直线运动的加速度时，

(1)在如下实验步骤中，正确合理的排列顺序为

A．把电火花计时器固定在桌子上

B．安好纸带

C．松开纸带让物体带着纸带运动

D．接通220V交流电源

E．按下脉冲输出开关，进行打点

(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在

，还要检查

是否夹在两条纸带之间。

- 1 -

江苏省高邮市第一中学

高一物理备课组

【活动二：逐差法求加速度】

让我们再来仔细地研究一下实验时在纸带上打出的点：

(1)通过纸带上打出的点怎样判断小车做匀变速直线运动？

(2)除了用根据速度-时间图像求小车加速度，利用纸带上打出的点还有其他的计算方法吗？请做出分析与说明。

例题2：某同学利用电火花计时器探究由静止开始竖直下落的物体的运动．他把重锤固定在纸带下端，让纸带穿过电火花计时器，然后把纸带的上端用铁夹子固定在铁架台上．先调整电火花计时器的放电频率为50Hz，再A B E D C 接通电源，使它工作起来，然后释放纸·

·

·

右

左

···

·

·

带．重锤带动纸带竖直下落，纸带上被电6.81 6.04 6.43 7.20 火花打出一系列的点迹，如图所示．其中

A、B、C、D、E是连续打出的几个点，下面标注的数字是相邻两点间的距离，单位是cm．

（1）重锤固定在纸带的

端．（选填“左”或“右”）

（2）由纸带上给出的几个数据判断，重锤的运动是不是匀变速直线运动？根据是什么？

答：

．

（3）根据纸带给出的数据，求出重锤下落的加速度a=

m/s2，以及电火花打C点时重锤的速度v=

m/s．

【活动三

：描绘与识别速度图象】

图象描点的原理是用平均速度替代该段时间中间时刻的瞬时速度．作速度图象时,要注意作图规范,包括坐标轴上物理量、单位，恰当的标度、仔细描点、探究物理规律．

例题3：利用打点计时器测定小车的加速度，如图给出了该次实验中，从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中1、2、3、4、5、6都为记数点。测得：S1=1.40cm，S2=1.90cm，S3=2.40cm，S4=2.90cm，S5=3.40cm，S6

=3.90cm。

6 3 4 5 7 １

2

S1

S2

S3

S4

S5

S6

（1）在计时器打出点2、3、4、5、时，

小车的速度分别为：V2=

cm/s，

V3=

cm/s ，

V4=

cm/s，

V5=

cm/。

（2）在右边的坐标纸上作出速度—时间图象(从计数点“1”开始计时)。

（3）小车的加速度为

m/s2（取二位有效数字）。

【活动四：研究匀变速直线运动的其它常用方法】

- 2 -

江苏省高邮市第一中学

高一物理备课组

例题4：一个小球沿斜面向下运动，用每隔0.1s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示．测得小球在A、B、C、D各点相对于O点的位移分别为OA=8.20cm、OB=17.49cm、OC=27.90cm、OD=39.39cm，则小球运动的加速度有多大？

A O B

C

D 堂训练

1、如图是小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得的一条纸带

(A、B、C、D、E、F每相邻的

两点间都有四个点未画出)，测得各段长度为OA=6.05cm、OB=13.18cm、OC=21.40cm、OD=30.70cm、OE=41.10cm、OF=52.58cm，根据这些数据，求出B、C、D、E等各点的速度，画出速度图象（取A点为计时开始），并求出小车的加速度．（打点计时器电源的频率为50Hz）

F E D O A B C

·

·

·

···

·

·

·

2.在用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个打印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3、4…量得0与1两点间的距离s1=30 mm，3与4两点间的距离s4=48 mm，则小车在0与1两点间平均速度为__________，小车的加速度为__________.

0 １

2 4 5 3

★★★★ 反思单 ★★★★

★★★★ 巩固单 ★★★★

班级 姓名 1. 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中有益的是（

）

A. 使小车运动的加速度尽量小一些

B. 适当增加挂在细绳下的钩码的个数

C. 在同样条件下打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算

D. 舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点进行计算

2.

在本节“实验：探究小车速度随时间变化的规律”中，算出各计数点小车的瞬时速度如下- 3 -

江苏省高邮市第一中学

高一物理备课组

表：

计数点序号

计数点对应的时刻t/s 小车的瞬时速度v/(cm· s-1) 1 0.1 44.0 2 0.2 62.0 3 0.3 81.0 4 0.4 100.0 5 0.5 110.0 6 0.6 168.0 为了算出小车的加速度，最好的方法是（

）

A. 根据任意两个计数点的速度，用公式av算出加速度

tB. 依次算出连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度

C. 根据实验数据画出v－t图象，量出其倾角，由公式atan算出加速度

D. 根据实验数据画出v－t图象，由图象上任意两点所对应的速度，用公式av算出t加速度

3．一个小车M上装有一个滴墨水的容器，每分钟滴出120滴墨水。重物NM a b c d 通过滑轮用绳拉动小车做匀加速直线运动，小车经过处，在桌面上留下一系N

列墨滴，如图所示，测出ab=0.12m，bc=0.14m，cd=0.16m。则小车在b点、c点处的瞬时速度分别为_______m/s和_______m/s。小车运动的加速度为_______m/s2。

4．某同学做“测定小车匀加速直线运动的加速度”的实验时，打点计时器所用电源的频率是50Hz，在实验中得到点迹清晰的一条纸带，他把某一点记作Ｏ，再选依次相邻的6个点作测量点，分别标以A，B，C，D，E，F，如图甲所示．

①如果测得C，D两点相距2.70cm，D，E两点相距2.90cm，则小车在打D点时的速度是

m／s．

②如果该同学分别算出小车打各点的速度，然后把数据标示在v－t图像上(如图乙所示)，由此图像可求得小车的加速度a＝

图乙

m／s2．

E B C D F O A

图甲

5．在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，打点计时器所用电源的频率为50Hz，，图

为做变速直线运动的小车带动的纸带上记录

的

一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出，时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是（单位：厘米）8.78、16.08、21.87、26.16、28.94。由此可得出小车的加速度大小为

m/s2，方向

，经过2点速度为

．

- 4 -