2017-2018学年鲁科版必修1 第3章第2节 匀变速直线运动的实验探究 学案(1)
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互动课堂

疏导引导   

  一、打点计时器及应用

  1.原理:打点计时器是记录物体运动过程中,经过相同时间的位置变化.

  2.组装器材:即把计时器固定,相关器材正确组装好;接电源,不同的计时器接不同的电源;拉动纸带运动,在纸带上打上一系列的点;纸带分析,选择纸带上合适的若干个点进行分析,确定纸带的运动是匀速的还是变速的.

  3.纸带处理: 

(1)在匀变速直线运动中,在连续相邻相同时间内位移差为一常数,等于加速度与时间平方的乘积,即Δs=at2.

(2)在匀变速直线运动中,某段时间中点的速度和某段的平均速度相等:v==.

案例1在"研究匀变速直线运动"的实验中,小车拖着纸带运动,打点计时器每隔0.02 s打一个点,打出的纸带如图3-2-1所示,选出A、B、C、D、E共5个计数点,每相邻两点间还有四个实验点(图中未画出),以A点为起点量出的到各点的位移已标在图上.由此可求得小车运动的加速度a=   m/s2,打下A点时小车运动的速度为vA=   m/s.

图3-2-1

【剖析】首先可根据纸带上给出的数值,计算出相邻计数点间的距离分别为1.60 cm、1.80 cm、2.00 cm、2.20 cm,算出Δs=s2-s1=s3-s2=s4-s3=0.20 cm.由Δs=aT2知:

a==m/s2=0.20 m/s2.

求打A点时的速度,可先求出B、C两点的瞬时速度,即

vb==m/s=0.17 m/s,

vc==m/s=0.19 m/s,再求出vb==,

所以有va=2vb-vc=0.15 m/s.

【答案】0.20 0.15  

【规律小结】 为了减少偶然误差,我们在处理纸带时用的合适方法是逐差法.其方法是把连续的数据(必须是偶数个)从中间对半分成两组,将后一半的数据之和减去前一半的数据之和除以每组时间的平方,即可得出加速度的平均值.另外,也可以用作图法求出加速度的值,算出相应各点的速度然后作出vt图象,则得到的直线的斜率就等于物体运动的加速度值.

  二、频闪照相法及其应用

频闪照片的原理与打点计时器都是记录物体运动过程中,经过相同时间的位置的变化