高中物理第一章运动的描述1.9测定匀变速直线运动的加速度

第一章第9节了解教材新知把握热点考向考向一考向二

应用创新演练1/322/323/324/32一、试验目标利用打点纸带研究小车运动情况，从而求出小车运动速度和加速度。二、试验原理利用打点计时器打出纸带，测量计数点间距，计算出各时刻速度。5/326/327/328/32三、试验器材打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮长木板、刻度尺、钩码(若干)。四、试验步骤

(1)如图1－9－2所表示，把一端装有定滑轮长木板平放在试验桌上，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一端，连接好电路。9/32图1－9－210/32(2)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当钩码，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滑行。

(3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车后面。

(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点。换上新纸带，重复试验三次。11/32五、数据处理

1．表格法

(1)从几条纸带中选择一条比较理想纸带，舍掉开始一些比较密集点，在后面便于测量地方找一个开始点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点距离x，并统计填入表中。12/32位置编号012345时间t/sx/mv/(m·s－1)13/32(2)分别计算出与所求点相邻两计数点之间距离Δx1、Δx2、Δx3…。

(3)利用一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5瞬时速度，填入上面表格中。

(4)依据表格中数据，分析速度随时间怎么改变。14/32图1－9－32．图像法

(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并依据表格中数据在坐标系中描点。

(2)画一条直线，让这条直线经过尽可能多点，不在直线上点均匀分布在直线两侧，偏差比较大点忽略不计，如图1－9－3所表示。

(3)观察所得到直线，分析物体速度随时间改变规律。

15/3216/32六、注意事项

(1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

(2)先接通电源，打点计时器正常工作后，再放开小车，当小车停顿运动时要及时断开电源。

(3)要预防钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车抵达滑轮处之前及时用手按住它。17/32(4)牵引小车钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差异，从而使误差增大；加速度大小以能在50cm长纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜。

(5)要区分计时器打出点与人为选取计数点，普通在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s。

(6)描点时最好用坐标纸，在纵、横坐标轴上选取适当单位，用细铅笔认真描点。18/32七、误差和有效数字

1．误差

(1)定义：在测量中，测出数值(测量值)与真实值之间差异叫做误差。

(2)分类：系统误差和偶然误差。19/32(3)系统误差：①产生：仪器本身不准确、试验方法粗略或试验原理不完善产生。②系统误差特点：屡次重复测量时，测量值总是大于(或小于)真实值。③减小系统误差方法：校准测量仪器(或使用更精密测量仪器)，改进试验方法，完善试验原理等。20/32(4)偶然误差：①产生：因为各种偶然原因对试验者、测量仪器、被测物理量影响而产生。②特点：测量值与真实值相比有时偏大，有时偏小，而且偏大和偏小概率相同。③减小方法：屡次重复测量求平均值。

(5)误差与错误区分：误差不是错误，普通情况下误差不能够防止，只能想方法减小。而错误是因为操作不妥引发，在试验过程中能够防止。21/322．有效数字

(1)可靠数字：经过直接读数取得准确数字。

(2)存疑数字：经过估读得到那部分数字。

(3)有效数字：测量结果中能够反应被测量大小带有一位存疑数字全部数字。22/323．本试验误差分析(1)电压频率不稳定引发打点误差。(2)测量计数点间距时产生误差。(3)木板粗糙程度不一样，造成摩擦不均匀产生误差。(4)作v－t图像时单位选择不适当或描点不准确产生误差。23/3224/32试验误差分析[例1]在“测定匀变速直线运动加速度”试验中，以下方法中有利于减小试验误差是(

)A．选取计数点，把每打5个点时间间隔作为一个时间单位

B．使小车运动加速度尽可能小些

C．舍去纸带上开始时密集点，只利用点迹清楚、点间间隔适当那一部分进行测量、计算

D．适当增加挂在细绳下钩码个数25/32[解析]

选取计数点能够使相邻点间间隔增大，用直尺测量这些点间间隔时，在一次测量绝对误差基本相同情况下，相对误差较小，选项A正确；在试验中假如小车运动加速度过小，打出点子就很密，长度测量相对误差较大，测量准确度会降低，所以小车运动加速度大一些很好。假如小车加速度控制很好，以能在50cm长纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜，选项B错26/32误；若适当增加挂在细绳下钩码个数，意味着适当增大小车运动加速度，选项D正确；为了减小长度测量相对误差，舍去纸带上过于密集、甚至分辨不清点是必要，选项C正确。

[答案]

ACD27/32试验数据处理[例2]如图1－9－4中给出了某次试验所打纸带，从0点开始，每5个点取一个计数点，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm。图1－9－428/32(1)在打点计时器打出点1、2、3、4、5时，小车速度分别为：v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s。

(2)作出速度—