高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律一课一练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第一册第二章 匀变速直线运动的研究1 实验：探究小车速度随时间变化的规律一课一练，共31页。PPT课件主要包含了学习目标，技能储备，实验原理，注意事项，误差和有效数字，精析典题，实验原理的迁移应用，随堂演练等内容，欢迎下载使用。

1.进一步练习使用打点计时器.2.会根据纸带上打出的点利用平均速度公式求瞬时速度.3.会利用图象法或逐差法求加速度.
1.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法如图1所示，沿直线运动的物体在连续相等时间间隔T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…xn，若Δx＝______＝______＝______＝…＝xn－xn－1，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝____.
2.测定匀变速直线运动加速度的方法(1)图象法①先根据“平均速度”法求出各计数点的速度vn＝_________.②作v－t图象，求出图象的斜率即物体的_______.(2)利用位移差公式①xn＋1－xn＝____得a＝________，其中T为两计数点之间的时间间隔.②逐差法
打点计时器、________、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、复写纸、坐标纸、细铅笔、刻度尺.
实验器材(以小车的匀变速直线运动为例)
1.开始释放小车时，应使小车_____打点计时器.2.先_______________，打点计时器正常工作后，再_________，当小车停止运动时要及时断开电源.3.要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即交流电源频率为50 Hz时，时间间隔为T＝0.02×__ s＝___ s.4.描点时最好用坐标纸，在纵、横坐标轴上选取合适的单位，用细铅笔认真描点.
1.误差：测量值跟被测物理量的________之间的差异叫做误差.误差按产生原因可分为偶然误差和系统误差.(1)偶然误差①产生原因：由偶然因素造成的.②特点：多次重复同一测量时，偏大和偏小的_____比较接近.③减小偶然误差的方法：取平均值.(2)系统误差①产生原因：由仪器结构缺陷、实验_____不完善造成的.②特点：多次重复测量的结果总是_____ (或小于)被测量的真实值.③减小系统误差的方法：校准测量_____，改进实验_____，完善实验原理.
2.绝对误差和相对误差(1)绝对误差：测量值和_____值之差.(2)相对误差：绝对误差与_____值之比.3.有效数字(1)定义：带有一位_______数字的近似数字叫做有效数字.(2)运算结果一般用两位或三位有效数字表示.
例1　如图2所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果.所接电源是频率为50 Hz的交流电.(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，并填入下表内.(单位：cm)
应用匀变速直线运动规律处理纸带问题
由此可以得出结论：小车的运动是________.
由数据表分析可知，在误差允许范围内相邻相等时间内的位移差相等，因此可以得出结论：小车的运动是匀变速直线运动.
(2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝________ s.
(3)小车的加速度的计算式a＝________，加速度a＝________ m/s2(结果保留三位有效数字).
解析　用逐差法来计算加速度.
(4)计算打计数点B时小车的速度vB＝________m/s(结果保留三位有效数字).
解析　由于小车做匀变速直线运动，因此，打计数点B时小车的速度等于AC段的平均速度，即vB＝ ≈0.517 m/s.
针对训练1　(2019·全国卷Ⅰ)某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行探究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图3所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是___点．在打出C点时物块的速度大小为_____ m/s(保留3位有效数字)；物块下滑的加速度大小为________ m/s2(保留2位有效数字)．
解析　根据题述，物块加速下滑，在A、B、C、D、E五个点中，打点计时器最先打出的是A点.根据刻度尺读数规则可读出，B点对应的刻度为1.20 cm，C点对应的刻度为3.15 cm，D点对应的刻度为5.85 cm，E点对应的刻度为9.30 cm，AB＝1.20 cm，BC＝1.95 cm，CD＝2.70 cm，DE＝3.45 cm.
例2　(2017·全国卷Ⅰ)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图4(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
解析　小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动的.
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为_____ m/s，加速度大小为________ m/s2.(结果均保留两位有效数字)
针对训练2　一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图5所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为 s，测得小球在几个连续相等时间内的位移数据见下表：
(1)小球在相邻的相等时间内的位移差______(填“相等”或“不相等”)，小球的运动属于_______直线运动.
解析　由表格中的数据知，相邻的相等时间内的位移差为1.1 cm，位移差相等，小球做匀加速直线运动.
(2)沿斜面向下运动的小球在第三个位置的速度为______ m/s，小球的加速度为_______m/s2.(结果保留三位有效数字)
1.接在周期为T＝0.02 s低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带如图6所示，图中所示的是每隔4个计时点所取的计数点，但第3个计数点没有画出.由图中的数据可求得：(1)该物体的加速度为_____m/s2；
解析　设1、2间的位移为x1,2、3间的位移为x2,3、4间的位移为x3,4、5间的位移为x4；因为周期为0.02 s，且每打5个点取一个计数点，所以每两个计数点之间的时间间隔为T＝0.1 s；由匀变速直线运动的推论xm－xn＝(m－n)aT2得：x4－x1＝3aT2，代入数据解得a＝0.74 m/s2.
(2)第3个计数点与第2个计数点的距离为______cm；
解析　第3个计数点与第2个计数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2－x1＝aT2得：x2＝x1＋aT2，代入数据得：x2＝0.043 6 m＝4.36 cm.
(3)打第2个计数点时该物体的速度约为______ m/s.(保留两位有效数字)
解析　匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，故：
2.(2016·天津理综)某同学利用图7所示装置研究小车的匀变速直线运动.(1)实验中，必须的措施是________.A.细线必须与长木板平行B.先接通电源再释放小车C.小车的质量远大于钩码的质量D.平衡小车与长木板间的摩擦力
解析　实验时，细线必须与长木板平行，以减小实验的误差，选项A正确；实验时要先接通电源再释放小车，选项B正确；此实验中没必要使小车的质量远大于钩码的质量，选项C错误；此实验中不需要平衡小车与长木板间的摩擦力，选项D错误.
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图8所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出).s1＝3.59 cm，s2＝4.41 cm，s3＝5.19 cm，s4＝5.97 cm，s5＝6.78 cm，s6＝7.64 cm.则小车的加速度a＝_____m/s2(要求充分利用测量的数据)，打点计时器在打B点时小车的速度vB＝_____m/s.(结果均保留两位有效数字)