粤教版 (2019)必修 第一册第三节 测量匀变速直线运动的加速度教学ppt课件

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1.知道匀变速直线运动的加速度与中间时刻的速度的公式,并能用其解释相关现象.(科学思维)2.掌握匀变速直线运动的加速度与两个连续相等时间里的位移的公式,能用公式进行计算,学会解决实际问题.(科学思维)3.学会利用实验测量匀变速直线运动的加速度,能与他人合作交流,提高实验能力及动手、动脑能力.(科学探究)
一、知识点1.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变化量相等.2.匀变速直线运动的加速度等于两个连续相等时间里的位移变化量与这个时间平方之比.公式:
3.匀变速直线运动的物体,在两个连续相等时间里,中间时刻的速度等于这两段时间里的平均速度.公式:
想一想以上公式的适用条件除了匀变速直线运动,还需要什么?要点提示 除了匀变速直线运动,还必须是连续相等的时间间隔.
二、实验:测量匀变速直线运动的加速度1.实验原理和方法
2.实验器材打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线等.
3.实验步骤(1)实验装置如图所示.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,将滑轮端伸出桌面,将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端,连接好电路.
(2)让纸带穿过打点计时器的限位孔后,将其一端夹在小车尾部正中央,把小车靠近打点计时器,在小车前端系上细绳.细绳、纸带与木板平行,且细绳、纸带、限位孔要在一条直线上.细绳长度略短于定滑轮离地的高度,细绳跨过定滑轮,挂上适量的钩码.(3)启动打点计时器,然后释放小车,让它拖着纸带运动,适时阻止小车与滑轮相碰.及时关闭电源,更换纸带,重复做三次.
(4)选择点迹清楚、没有漏点的纸带,舍弃开始点迹密集的一段,找一个合适的点作为开始点.为了测量方便和提高测量精度,把每打五次点的时间作为时间单位,时间间隔T=0.02 s×5=0.1 s.
方法一:根据纸带计算出a1,a2,a3.
(6)注意事项①应先开启打点计时器,后释放小车.②测量时要把刻度尺放上后,一次读完各个数据,且要估读到下一位.③计算过程中要注意有效数字的处理.④在作v-t图像时,应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点尽可能分布在所作直线的两侧,偏离直线太远的点应舍弃掉.
1.正误判断,判断结果为错误的小题请说明原因.用如图所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验.
(1)小车从靠近定滑轮处释放.(　　)解析 释放小车前,小车应尽量靠近打点计时器,以便在纸带上打出更多的点.答案 ×(2)先启动计时器,再释放小车.(　　)答案 √
2.如图所示是甲、乙两个质点的v-t图像.
(1)根据图中数据求出它们的加速度的大小;(2)试说明v-t图像中图线的“陡”和“缓”与加速度有什么关系?
(2)由(1)知甲的加速度大于乙的加速度,由图像可以直观地看出,甲的图线比乙的图线“陡”,所以通过比较图线的“陡”“缓”就可以比较加速度的大小.在同一个v-t图像中,图线“陡”的加速度较大.
答案 (1)2 m/s2　1 m/s2　(2)见解析
3.某同学利用图甲所示的实验装置,探究物块在水平桌面上的匀变速直线运动的加速度.物块在重物的牵引下开始运动,重物落地后,物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处).从纸带上便于测量的点开始,每五个点取一个计数点,相邻计数点间的距离如图乙所示.打点计时器电源的频率为50 Hz.
(1)通过分析纸带数据,可判断物块在两相邻计数点　　　　和　　　　之间某时刻开始减速. (2)物块减速运动过程中加速度的大小为a=　　　　 m/s2. 
解析 (1)由于计数点6之前相邻计数点之间距离之差约为2 cm,而计数点6、7之间的距离比计数点5、6之间的距离多1.27 cm,故可判断物块在相邻计数点6和7之间某时刻开始减速.
答案 (1)6　7(或7　6)　(2)2.00
例题小明同学在做“研究物体做匀变速直线运动规律”的实验中,利用打点计时器(电源频率为50 Hz)记录了被小车拖动的纸带的运动情况,并取其中的A、B、C、D、E、F、G七个计数点进行研究(每相邻两个计数点之间还有4个点未画出).其中s1=0.70 cm,s2=1.62 cm,s3=2.75 cm,s4=　　　　 cm(从图中读取),s5=5.65 cm,s6=7.41 cm.则打点计时器在打D点时小车的速度vD=　　　　 m/s,小车的加速度a=　　　　 m/s2.(计算结果均保留到小数点后两位) 
答案 4.10(4.09~4.11均可)　0.12　0.21
规律方法打点纸带问题的分析要点:(1)打点纸带直接记录了物体在相等的时间T内的位移s;(2)利用打点纸带某小段时间内的平均速度替代中间时刻的瞬时速度;(3)通过作出v-t图像,即可获得物体运动速度随时间变化的规律;(4)注意作图时应先判断图线的大体走势,然后将各点连接起来,要使尽量多的点落在直线(或平滑曲线)上,其余的点尽可能均匀地分布在直线(或曲线)两侧.利用图像法处理数据有利于减小偶然误差.
1.(多选)在“测量匀变速直线运动的加速度”的实验中,为了减小测量小车运动加速度的相对误差,下列措施有益的是(　　)A.使小车运动的加速度尽量小一些B.适当改变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
解析 牵引小车的钩码个数要适当,加速度过大使纸带上的点太少,或者加速度太小而使纸带上的点太多,都会使误差增大,选项A错误,B正确;从多条纸带中选出点迹清晰的纸带,并舍去一些开始比较密集的点,便于测量和计算,选项C、D正确.答案 BCD
2.下图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带,从0点开始每5个点取一个计数点(打点计时器的电源频率是50 Hz),按照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6,测得s1=1.22 cm,s2=2.00 cm,s3=2.78 cm,s4=3.62 cm,s5=4.40 cm,s6=5.18 cm.
(1)相邻两计数点间的时间间隔为T=　　　 s. (2)打点计时器打计数点3时,小车的速度大小v3=　　　　 m/s. (3)计算小车的加速度大小为a=　　　　 m/s2(计算结果保留两位有效数字). 
解析 (1)由于从0点开始每5个点取一个计数点,打点计时器的电源频率是50 Hz,所以相邻的计数点间有5个时间间隔,即T=5×0.02 s=0.1 s.(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小