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1、9.9.测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度 怎样探究物体速度的变化规律？怎样探究物体速度的变化规律？1.1.打点打点计时器可以测量什么物理量计时器可以测量什么物理量? ?2.2.通过通过打点计时器可以间接测量什么物理量？打点计时器可以间接测量什么物理量？两点间的平均速度两点间的平均速度某点的瞬时速度某点的瞬时速度加速度加速度时间时间【知识回顾【知识回顾】1.1.了解打点计时器的原理，理解纸带中所包含的物体了解打点计时器的原理，理解纸带中所包含的物体运动的信息（时间、位移）。运动的信息（时间、位移）。2.2.会正确安装打点计时器，会使用打点计时器和毫米会正确安装打点计时器，会使
2、用打点计时器和毫米刻度尺测匀变速直线运动的加速度。刻度尺测匀变速直线运动的加速度。3.3.通过纸带处理记牢匀变速直线运动的规律，知道测通过纸带处理记牢匀变速直线运动的规律，知道测量误差和有效数字。量误差和有效数字。（重点）（重点）一、实验器材：一、实验器材：电磁打点计时器，电磁打点计时器， 学生电源，导线，纸带，刻度尺，学生电源，导线，纸带，刻度尺， 投影仪，长木板，小车，钩码。投影仪，长木板，小车，钩码。实验探究实验探究二、实验原理二、实验原理1 1打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，它每隔打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，它每隔 0.02s0.02s打一次点，因此纸带上的点就表示和纸
3、带相连的打一次点，因此纸带上的点就表示和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点与点之间运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点与点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。的间隔，就可以了解物体运动的情况。2. 2. 电磁打点计时器和电火花计时器：电磁打点计时器和电火花计时器：(1)(1)均为计时仪器，但所接电源不同。均为计时仪器，但所接电源不同。 电磁打点计时器接电磁打点计时器接4 46V6V低压交流电源；低压交流电源； 电火花计时器，接电火花计时器，接220V220V交流电源。交流电源。(2)(2)二者的打点周期均为二者的打点周期均为0.02s0.02s。(3)(3)在实验过程中，均应
4、先通电源再释放物体。在实验过程中，均应先通电源再释放物体。3.3.电磁打点计时器的工作原理电磁打点计时器的工作原理4.4.电火花计时器的工作原理电火花计时器的工作原理5.5.数据分析：参见教材中第数据分析：参见教材中第3636页图页图1-9-11-9-1和图和图1-9-21-9-2，观察二者区别，分析二者分别代表何种运动。观察二者区别，分析二者分别代表何种运动。答：答：图图1-9-11-9-1中，各点间距几乎相等，应为匀速直线中，各点间距几乎相等，应为匀速直线运动；图运动；图1-9-21-9-2中，各点间距不断增加，可能是匀加中，各点间距不断增加，可能是匀加速直线运动。速直线运动。6 6选取计
5、数点，分析相邻时间间隔的位移之差恒选取计数点，分析相邻时间间隔的位移之差恒定。定。t t为每隔五个点的时间间隔：为每隔五个点的时间间隔：0.1s0.1s则两个连续相等的时间间隔内的位移差：则两个连续相等的时间间隔内的位移差：2101xv TaT222201013xv (2T)a(2T)xv TaT22221xxxaT 7 7数据处理方法讨论：数据处理方法讨论： 隔项逐差法进行平均值计算隔项逐差法进行平均值计算可见只利用了可见只利用了 ，中间，中间 ， 被抵消了，没有得到利用。被抵消了，没有得到利用。2112xxaT3222xxaT3a.6552xxaT125612aa.axxa55T61x ,
6、x2345x ,x ,x ,x常用方法常用方法所以，采用分组隔项逐差法，分为两大组：所以，采用分组隔项逐差法，分为两大组： 为一组，为一组， 为另一组。可知：为另一组。可知：数据得以充分利用，从而减少了误差。数据得以充分利用，从而减少了误差。123x ,x ,x456x ,x ,x4112xxa3T5222xxa3T6332xxa3T1236543212aaa(xxx )(xxx )a3(3T)三、分组实验三、分组实验1.1.实验注意事项：实验注意事项： （1 1）加速度应适当大一点，以便能在纸带上长约）加速度应适当大一点，以便能在纸带上长约5050的范围内清楚地取的范围内清楚地取7 78 8
7、个计数点。个计数点。（2 2）要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞，打完）要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞，打完点后及时断开电源。点后及时断开电源。 （3 3）每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个）每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打的点清楚。位置，以保证打的点清楚。（4 4）每）每5 5个点选取一个计数点，选取的计数点不少个点选取一个计数点，选取的计数点不少于于6 6 个。个。 （5 5）不要分段测量位移，应尽可能统一测量各计）不要分段测量位移，应尽可能统一测量各计数点到起点的距离。读数时应估读出毫米的下一位。数点到起点的距离。读数时应估读出毫米的下一位。2. 2. 数据处理：
8、数据处理： 引入引入“测量误差测量误差” “有效数字有效数字”：带有一位不可靠数字的近似数字。：带有一位不可靠数字的近似数字。3.3.按教材按教材3737页的实验步骤完成实验页的实验步骤完成实验4.4.根据实验结果，完成教材第根据实验结果，完成教材第3737页的表格以及页的表格以及第第3838页的图像。页的图像。四、思考与讨论四、思考与讨论1.1.怎样利用纸带求出相应点的瞬时速度？怎样利用纸带求出相应点的瞬时速度？ 平均速度平均速度 中间时刻速度中间时刻速度0tt2vvxv.2t0tvvxvt22.2.将纸带从分界点剪断，将剪得的几段纸带按顺序将纸带从分界点剪断，将剪得的几段纸带按顺序贴在坐标
9、中，可得到一条表示贴在坐标中，可得到一条表示v-tv-t图的图线，即可图的图线，即可通过该图像求加速度想想这是为什么？通过该图像求加速度想想这是为什么？3.“3.“误差和有效数字误差和有效数字”。五、频闪照相法及其应用五、频闪照相法及其应用频闪照相频闪照相 与打点计时器记录与打点计时器记录的信息相比较，频闪照的信息相比较，频闪照相是如何记录时间信息相是如何记录时间信息及位移信息呢？及位移信息呢？ 频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计时器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时
10、器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速度，同纸带的处理方法。度，同纸带的处理方法。现在你明现在你明白了吗？白了吗？六、知识拓展：加速度传感器六、知识拓展：加速度传感器 加速度传感器是一种可以对物体运动过程中的加速度传感器是一种可以对物体运动过程中的加速度进行测量的电子设备，可以用来对物体的姿加速度进行测量的电子设备，可以用来对物体的姿态或者运动方向进行检测，比如其中态或者运动方向进行检测，比如其中WIIWII和和iPhoneiPhone的的经典应用。经典应用。N95N95利用内置的加速度传感器，让用户可利用内
11、置的加速度传感器，让用户可以通过机身的摆动进行各种操作，包括主菜单操作、以通过机身的摆动进行各种操作，包括主菜单操作、图片浏览、切歌操作甚至进行游戏的控制等，非常图片浏览、切歌操作甚至进行游戏的控制等，非常全面，甚至超越了苹果全面，甚至超越了苹果iPhoneiPhone的动作感应功能的应的动作感应功能的应用范畴。用范畴。MMA7260MMA7260的这个三轴加速度传感器，可以用在自由落体的这个三轴加速度传感器，可以用在自由落体探测、动作传感等场合，并且具有较高的灵敏度。探测、动作传感等场合，并且具有较高的灵敏度。加速度视频传感器演示加速度视频传感器演示注意液晶显示器中的读数变化注意液晶显示器中
12、的读数变化各类加速度传感器展示各类加速度传感器展示应用举例应用举例理论理论介绍介绍自主学习自主学习讨论、学习对数据的处理录像讨论、学习对数据的处理录像学以学以致用致用数据应用数据应用探究实验探究实验视频学习操作视频学习操作1.1.关于计数点的下列说法中正确的是关于计数点的下列说法中正确的是( )( )A.A.用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差B.B.相邻计数点间的时间间隔是相等的相邻计数点间的时间间隔是相等的 C.C.相邻计数点间的距离是相等的相邻计数点间的距离是相等的D.D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相计数点是从计时器打出的实际
13、点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数相等邻计数点间点迹的个数相等 ABD ABD2.2.为了计算加速度，合理的方法是（为了计算加速度，合理的方法是（ ） A A根据任意两计数点的速度用公式算出加速度根据任意两计数点的速度用公式算出加速度B B根据实验数据画出根据实验数据画出v v t t图，量出其倾角，由公图，量出其倾角，由公式式a = tga = tg求出加速度求出加速度C C根据实验数据画出根据实验数据画出v vt t 图，由图线上相距较远图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式的两点所对应的速度、时间，用公式 算出加速度算出加速度D D依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出
14、平依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度均值作为小车的加速度 vat解析：解析：方法方法A A和方法和方法D D仅用两个计数点求加速度，偶仅用两个计数点求加速度，偶然误差较大。由于在物理图像中，两坐标轴的分度然误差较大。由于在物理图像中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出大小往往是不相等的，根据同一组数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法倾角不同的许多图线，方法B B是错误的。正确的方法是错误的。正确的方法是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利是根据图线找出不同时刻所对应的速度值，然后利用公式算出加速度，即方法用公式算出加速度，即方法 C
15、C。3 3下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。的一条纸带。(1)(1)已知打点计时器电源频率为已知打点计时器电源频率为50 Hz50 Hz，则纸带上打，则纸带上打相邻两点的时间间隔为相邻两点的时间间隔为_。(2)A(2)A、B B、C C、D D是纸带上四个计数点，每两个相邻是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图中读出计数点间有四个点没有画出从图中读出A A、B B两点两点间距间距x x_；C C点对应的速度是点对应的速度是_(_(计算结果保留三位有效数字计算结果保留三位有效数字) )。答案：答案：(1)0.02 s(
16、1)0.02 s(2)0.70 cm(2)0.70 cm（0.68 0.68 0.72 cm0.72 cm均正确）均正确） 0.100 m/s0.100 m/s4.4.在在“测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5六个计数点，用米尺量出六个计数点，用米尺量出1 1、2 2、3 3、4 4、5 5点到点到0 0点的距点的距离如图所示（单位：离如图所示（单位：cmcm）。由纸带数据计算可得计数点）。由纸带数据计算可得计数点4 4所所代表时刻的即时速度大小代表时刻的即时速度大小v v4 4 _m_ms s，小车的加速度，小车的加速度大小大小a a_m_ms s2 2 。 .001234561.403.556.4510.1514.5519.700.4050.4050.7560.756 人生是考场，你撕去一张日历时，就是交上了一份答卷。 一条航行的船，总是把负重的痛苦藏在水下，而在前进的欢乐中扬波逐浪。