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学校班级姓名日期第一章运动的描述第9节实验：测定匀变速直线运动的加速度●●●目标导航●●●1.复习打点计时器的相关知识，会用打点计时器纸带读出某区间的平均速度与某点的瞬时速度；2.会用打点计时器测量物体做匀变速直线运动的加速度；3.知道误差的基本知识。
◆◆◆课前预习◆◆◆〖自主学习〗1.实验步骤（1）一端附有____________的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板的____________.（2）纸带穿过打点计时器的____________，固定于小车的后面，细绳的一端拴在小车的前端，跨过定滑轮，另一端挂上适当的____________.（3）将小车停在____________的位置，先____________后释放纸带.（4）打完一次纸带后立即____________，换上纸带，重复操作三次.2.数据处理（1）在三条纸带中选取一条____________的纸带.为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作为____________.（2）可以选择相隔Δt的点为____________进行测量，记入自己设计的表格，得出各计数点的瞬时速度.3.作出速度—时间图象（1）在____________图象中进行描点，通过观察思考，找出这些点的分布规律.（2）根据描点作出速度—时间图象.〖问题发现〗★★★课堂突破★★★〖探究1〗实验操作的有关问题打点计时器在使用时应该注意哪些问题？〖典例1〗在测定匀变速直线运动的加速度时， (1)在如下实验步骤中，正确合理的排列顺序为A ．把电火花计时器固定在桌子上B ．安好纸带C ．松开纸带让物体带着纸带运动D ．接通220V 交流电源E ．按下脉冲输出开关，进行打点(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在 ，还要检查 是否夹在两条纸带之间。
【归纳反思】〖探究2〗描绘与识别速度图象图象描点的原理是用平均速度替代该段时间中间时刻的瞬时速度．作速度图象时,要注意作图规范,包括坐标轴上物理量、单位，恰当的标度、仔细描点、探究物理规律．〖典例2〗如图是小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得的一条纸带 (A 、B 、C 、D 、E 、F 每相邻的 两点间都有四个点未画出)，测得各段长度为OA =6.05cm 、OB =13.18cm 、OC =21.40cm 、OD =30.70cm 、OE =41.10cm 、OF =52.58cm ，根据这些数据，求出B 、C 、D 、E 等各点的速度，画出速度图象（取A 点为计时开始），并求出小车的加速度．（打点计时器电源的频率为50Hz ）【归纳反思】 〖探究3〗逐差法求加速度让我们再来仔细地研究一下实验时在纸带上打出的点：(1)通过纸带上打出的点怎样判断小车做匀变速直线运动？(2)除了用根据速度-时间图像求小车加速度，利用纸带上打出的点还有其他的计算方法吗？请做出分析与说明。
2019人教版高中物理新教材目录必修一第一章运动的描述1.质点参考系2.时间位移3.位置变化快慢的描述－速度4.速度变化快慢的描述－加速度第二章匀变速直线运动的研究1.探究小车速度随时间变化的规律2.匀变速直线运动速度与时间的关系3.匀变速直线运动位移与时间的关系4.自由落体运动第三章相互作用1.重力与弹力2.摩擦力3.作用力和反作用力4.力的合成和分解5.共点力平衡第四章运动和力的关系1. 牛顿第一定律2.实验探究加速度与力和质量的关系3.牛顿第二定律4.力学单位制5.牛顿运动定律的应用6.超重和失重必修2第五章抛体运动1.曲线运动2.运动的合成与分解3.实验：探究平抛运动的特点4.抛体运动的规律第六章圆周运动1.圆周运动2.向心力3.向心加速度4.生活中的圆周运动第七章万有引力与宇宙航行1.行星的运动2.万有引力定律3.万有引力理论的成就4.宇宙航行5.相对论时空观和牛顿力学的局限性第八章机械能守恒定律1.功与功率2.重力势能3.动能和动能定理4.机械能守恒定律5.实验：验证机械能守恒定律必修三第九章静电场及其应用1.电荷2.库仑定律3.电场电场强度4.静电的防止与利用第十章静电场中的能量1.电势能和电势2.电势差3.电势差与电场强度的关系4.电容器的电容5.带电粒子在电场中的运动第十一章电路及其应用1.电源和电流2.导体的电阻3.导体电阻率的测量4.串联电路和并联电路5.实验：练习使用多用电表第十二章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化2.闭合电路的欧姆定律3.实验：电池电动势和内阻的测量4.能源与可持续发展第十三章电磁感应与电磁波初步1.磁场磁感线2.磁感应强度磁通量3.电磁感应现象及应用4.电磁波的发现及应用5.能量量子化选修一第一章动量守恒定律1.动量2.动量定理3.动量守恒定律4.实验：验证动量守恒定律5.弹性碰撞和非弹性碰撞6.反冲现象火箭第二章机械振动1.简谐运动2.简谐运动的描述3.简谐运动的回复力和能量4.单摆5.实验：用单摆测重力加速度6.受迫振动共振第三章机械波1.波的形成2.波的描述3.波的反射折射和衍射4.波的干涉5.多谱勒效应第四章光1.光的折射2.全反射3.光的干涉4.用双缝干涉测光的波长5.光的衍射6.光的偏振和激光选修二第一章安培力与洛伦兹力1.磁场对通电导线的作用力2.磁场对运动电荷的作用力3.带电粒子在匀强磁场中的运动4.质谱仪与回旋加速器第二章电磁感应1.楞次定律2.法拉第电磁感应定律3.涡流电磁阻尼和电磁驱动4.互感和自感第三章交变电流1.交变电流2.交变电流的描述3.变压器4.电能的输送第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡2.电磁场与电磁波3.无线电波的发射和接收4.电磁波谱第五章传感器1.认识传感器2.常见传感器的工作原理及应用3.利用传感器制作简单的自动控制装置选修3第一章分子动理论1.分子动理论的基本内容2.实验：油膜法测油酸分子的大小3.分子运动速率分布规律4.分子动能和分子势能第二章气体固体和液体1.温度和温标2.气体的等温变化3.气体的等压变化和等容变化4.固体5.液体第三章热力学定律1.功热和内能的改变2.热力学第一定律3.能量守恒定律4.热力学第二定律第四章原子结构和波粒二象性1.普朗克黑体辐射理论2.光电效应3.原子的核式结构模型4.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型5.粒子的波动性和量子力学的建立第五章原子核 1.原子核的组成2.放射性元素的衰变3.核力与结合能4.核裂变与核聚变5.基本粒子。
第一章 运动的描述第1节 质点 参考系 空间 时间【阅读指导】1．位置2．形状；大小；点；点；质点；理想化方法；理想模型3．可以；不能4．相对；参照物；参考系5．不同；地面或相对于地面静止的物体6．时刻；时间；时间；时刻7．s ；min ；h【课堂练习】★夯实基础1．D 2．B 3．A 4．BCD5．D 6．BC★能力提升1．C 2．时刻；时间；5s ；1s 第2节位置变化的描述——位移【阅读指导】1．坐标系；位置坐标2．位移；初；末；21x x x ∆=-3．标量；算术法则；矢量；矢量法则【课堂练习】★夯实基础1．AB 2．B 3．C 4．AD6．7m ；5m ；北偏东37°★能力提升1．C 2．C3．-80m ；100m4．以河中流水为参考系，则不论水速多大，救生圈对水总是静止的，因调转船头所用时间不计且船对水的速率不变，即船对落水后的救生圈的速率不变，船逆水上行阶段和顺流追赶阶段均以相同速率对落水后的救生圈匀速运动，又因这两阶段船对圈的位移大小相等，由匀速运动规律知，两阶段所用时间一定相等，即船公调转船头追上救生圈所用时间是10 min 。
第3节 运动快慢与方向的描述——速度【阅读指导】1．速度；；矢量；米/秒；m/s ；km/h 和cm/s 2121x x x v t t t -∆==∆-2．变速运动；平均速度；；矢量；位移的方向v 3．瞬时速度；矢量；瞬时速率；速率4．速度；时间；速度；时间【课堂练习】★夯实基础1．BC 2．A 3．A 4．C 5．C6．12.5 m/s ；15 m/s★能力提升1．B 2．D3．103.664．30 km 5．9 km ；7.5 km第4节 速度变化快慢的描述——加速度【阅读指导】1．物体速度变化的快慢；；v a t ∆=∆2．矢量；；v ∆3．沿x 轴正方向；沿x 轴负方向4．米每二次方秒；m/s 2【课堂练习】★夯实基础1．A 2．D 3．B 4．B 5．BD 6．C7．匀加速直线；4；匀减速直线；-2；匀加速直线；-2；匀变速直线；-28．0.9m/s 2★能力提升1．AC 2．C3．1:24．180 m/s 2；末速度方向5．2.25m/s 2第5节 匀变速直线运动速度与时间的关系【阅读指导】1．加速度；匀变速直线运动2．；斜线；加速度；直线与t 轴所围成0t v v at =+3．（1）零；（2）匀加速直线；（3）25m/s ；（4）25m/s ；2.5m/s ；（5）匀速直线；（6）匀减速直线运动；（7）-25m/s ；-1.25m/s ；（8）0~10s 速度变化的快【课堂练习】★夯实基础1．B 2．A 3．ACD 4．D 5．AD 6．BC7．①匀速直线运动；静止；②匀加速直线运动；匀速直线运动★能力提升1．D 2．BCD 3．CD 4．A5．（1）相同；3:1；（2）2；（3）8；8第6节 匀变速直线运动位移与时间的关系【阅读指导】1．2012x v t at =+2．；/2t v 02tv v +3．位移值；位移4．C ；AD ；B【课堂练习】★夯实基础1．BCD 2．BC 3．D 4．ABCD 5．A6．A 7．ABD 8．AB9．匀加速直线运动；匀速直线运动；15；2000★能力提升1．D 2．AB 3．A 4．C5．24；－66．（1）由同地出发，但不同时；（2）匀速直线运动（3）2次（4）乌龟第7节 对自由落体运动的研究【阅读指导】1．重力；静止；2．零；恒定；匀加速直线3．g ；重力加速度；竖直向下；相同；略有差别4．v =gt ；；212x gt =22v gx=5．（1）1:2:3:……:n ；（2）1:3:5:……:(2n －1)；（3）1:4:9……n 2【课堂练习】★夯实基础1．AD 2．D 3．BC 4．AC5．C6．20m★能力提升1．B 2．A 3．B 4．A 第8节 匀变速直线运动规律的应用【阅读指导】1．（1）v t =v 0+at ；（2）；（3）；（4）2012x v t at =+2202t v v ax -=0/22tt v v v v +==2．（1）1∶2∶3∶…∶n（2）12∶22∶32∶…∶n 2（3）1∶3∶5∶…∶(2N -1)【课堂练习】★夯实基础1．B 2．B 3．D 4．D 5．B 6．B7．4；48．30m★能力提升1．C 2．AC 3．ABD4．105m5．（1）-0.16m/s 2；（2）7.2m/s6．方案一：汽车以m/s 2的加速度加速通过；0.6a ≥方案二：汽车以m/s 2的加速度减速停下。
第9节测定匀变速直线运动的加速度一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器。
2.会利用平均速度求瞬时速度。
3.会利用v－t图像处理实验数据，并据此判断物体的运动性质。
4.能根据实验数据求加速度。
二、实验原理利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间的关系图像。
1.某点的瞬时速度等于以它为中间时刻的一小段时间内的平均速度。
2.若v－t图像为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度。
三、实验器材打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端带有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、坐标纸、复写纸、导线。
四、实验步骤1.如图所示，把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过定滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，关闭电源。
4.换上新的纸带，重复实验两次。
5.增减所挂钩码的个数，按以上步骤再做两次实验。
五、数据处理1.瞬时速度的计算(1)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点，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…如图所示。
(2)依次测出0→1、0→2、0→3、0→4…的距离x1、x2、x3、x4…，填入表中。
(3)1、2、3、4…各点的瞬时速度分别为：v1＝22T 、v2＝3－12T、v3＝4－22T、v4＝5－x32T…。
将计算得出的各点的速度填入表中。
(4)根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。
2.作出小车运动的v－t图像(1)定标度、描点：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。
描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。
(所描的点一般用“·”标明)(2)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。
(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。
3.求解加速度根据所画v－t图像的斜率求出小车运动的加速度a＝ΔvΔt。
六、误差和有效数字1.误差：测量值与真实值之间的差异叫做误差，误差按产生原因可分为系统误差和偶然误差。
(1)系统误差①产生原因：由于仪器本身不精确或实验方法粗略，实验原理不完善产生的。
②特点：当多次重复测量时，测量值总是同样的偏大或偏小。
③减小方法：校准测量仪器，改进实验方法，完善实验原理。
(2)偶然误差①产生原因：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的。
②特点：测量值和真实值相比有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同。
③减小方法：多次测量求平均值。
2.有效数字(1)可靠数字：通过直接读数获得的准确数字。
(2)存疑数字：通过估读得到的数字。
(3)有效数字：带有一位存疑数字的全部数字。
(4)凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(存疑数字)。
(5)运算结果一般可用2～3位有效数字表示。
七、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，等打点稳定后，再释放小车。
(3)打点完毕，应立即断开电源。
(4)要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住。
(5)牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，误差增大。
(6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔t＝0.1 s。
(7)在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。
要点一实验原理及操作[例1] (2017·德州高一检测)在研究匀变速直线运动的实验中，某同学操作以下实验步骤，A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处放开纸带，再接通电源B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D.取下纸带E.将平板一端垫高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F.将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔(1)所列步骤中有错误的是：___________________________________________________________________________________________________________________。
(2)遗漏的步骤(遗漏步骤可编上序号G、H……)：___________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)将以上步骤完善后写出合理的步骤顺序：_____________________________________________________________________。
解析(1)步骤A中应先通电，再放纸带，顺序不能颠倒；D中取下纸带前应先断开电源。
(2)遗漏的步骤G：换上新纸带，重复实验三次。
(3)步骤完善后，合理的实验步骤顺序为：BFECADG。
答案(1)A中应先通电，再放纸带；D中取下纸带前应先断开电源(2)G：换上新纸带，重复实验三次(3)BFECADG[针对训练1] 用如图1所示的装置做“探究小车速度随时间变化的规律”实验，下列做法正确的是( )图1A.小车从靠近定滑轮处释放B.先启动计时器，再释放小车C.实验前要平衡小车受到的阻力D.电火花计时器接学生电源直流输出端解析在释放小车前，小车应尽量靠近打点计时器，远离滑轮处，以便在纸带上打出更多的点，有利于实验数据的处理和误差的减小，A错误；实验中为了在纸带上打出更多的点，也为了打点的稳定，应先启动打点计时器，然后释放小车，B正确；该实验不需要平衡小车受到的阻力，C错误；电火花计时器接220 V交流电源，D错误。
答案 B要点二实验数据处理[例2] 如图2所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选取的一条纸带的一部分。
他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果。
图2(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内。
(单位：cm，电源频率为50 Hz)各位移差与平均值最多相差________cm，即各位移差与平均值最多相差________%。
由此可得出结论：小车在________________的位移之差，在________范围内相等，所以小车的运动是________________。
(2)根据a＝x n－x n－33T2，可以求出：a1＝x4－x13T2＝________m/s2，a2＝x5－x23T2＝________m/s2，a3＝x6－x33T2＝______m/s2，所以a＝a1＋a2＋a33＝________m/s2。
解析(1)x2－x1＝1.60 cm；x3－x2＝1.55 cm；x4－x3＝1.62 cm；x5－x4＝1.53 cm；x6－x5＝1.61 cm；Δx≈1.58 cm。
各位移差与平均值最多相差0.05 cm，即各位移差与平均值最多相差3.2%。
由此可得出结论：小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差，在误差允许范围内相等，所以小车的运动是匀加速直线运动。
(2)采用逐差法，即a 1＝x 4－x 13T 2＝1.59 m/s 2，a 2＝x 5－x 23T 2≈1.57 m/s 2a 3＝x 6－x 33T2≈1.59 m/s 2a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－（x 1＋x 2＋x 3）9T2≈1.58 m/s 2。
答案 (1)1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 任意两个连续相等的时间内 误差允许 匀加速直线运动 (2)1.59 1.57 1.59 1.58由纸带求加速度的方法如图所示的纸带各计数点1、2、3、4、5、…所对应的速度分别是v 1、v 2、v 3、v 4、v 5、…，T 为计数点间的时间间隔。
(1)图像法由多组数据描绘出v －t 图像，v －t 图像中直线的斜率即为物体运动的加速度。
此方法准确、科学，但较繁琐。
(2)逐差法a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T2，则a ＝a 1＋a 2＋a 33＝（x 4－x 1）＋（x 5－x 2）＋（x 6－x 3）9T2＝（x 4＋x 5＋x 6）－（x 1＋x 2＋x 3）9T2(3)平均值法a 1＝v 2－v 1T ，a 2＝v 3－v 2T ，a 3＝v 4－v 3T ，…，a n ＝v n ＋1－v nT。
求加速度的平均值a －＝a 1＋a 2＋…＋a nn＝（v 2－v 1）＋（v 3－v 2）＋…＋（v n ＋1－v n ）nT ＝v n ＋1－v 1nT。
从结果看，真正参与运算的只有v 1和v n ＋1，中间各点的瞬时速度在运算中都未起作用，一般不用此方法。
[针对训练2] 做直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50 Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带。
如图3所示，每一小段纸带的一端与x 轴相重合，两边与y 轴平行，将纸带贴在坐标系中。
图3(1)仔细研究图3，找出小车在相邻相等时间内位移之间存在的关系； (2)设Δt ＝0.1 s ，请画出该小车的v －t 图像； (3)根据图像求其加速度。
解析 (1)由题图中所标纸带每段位移的大小，可知在相邻相等时间内的位移差相等，可近似认为Δy ＝8 mm ，即位移差为8 mm 。
(2)以图中的x 轴作为时间轴，纸带的宽度表示相等的时间间隔T ＝0.1 s ，每段纸带最上端中点对应v 轴上的速度恰好表示每段时间的中间时刻的瞬时速度，即v n ＝y n T ＝y n0.1 s，因此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度，将纸带上端中间各点连接起来，可得v －t 图像，如图所示。
(3)利用v －t 图像求斜率，可知小车加速度a ＝Δv Δt ＝61.5－21.50.55－0.05×10－2 m/s 2＝0.8 m/s 2。
答案 (1)相邻相等的时间内的位移差相等且Δy ＝8 mm(2)见解析图 (3)0.8 m/s 21.(2017·潍坊市高一上学期期中)在探究小车速度随时间变化规律的实验中。
