2011高考物理总复习实验专题教案测定匀变速直线运动的加速度含练习使用打点计时器

实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 实验原理1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点（由于电源频率是50Hz ），纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。

2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离，若2132........s s s s s ∆=-=-==恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

右图为打点计时器打下的纸带。

选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O ，然后（每隔5个间隔点）取一个计数点A 、B 、C 、D …。

测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以：求任一计数点对应的即时速度v ：2Ts s 1)(n n ++==v v n ；如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ） 3．由纸带求物体运动加速度的方法： (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a ：如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度：即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=（T为相邻两计数点间的时间间隔）求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++=再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。

(3)用v-t 图法：即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ；求出打第n 点时纸带的瞬时速度，再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度，画出如图的v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

第二部分实验：研究匀变速直线运动知识要点梳理实验目的1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否作匀变速运动的方法。

3．测定匀变速直线运动的加速度。

4．能利用“逐差法”求加速度。

实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、开关及导线实验原理1．由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图所示，0、1、2、.…为时间间隔相等的各计数点，为相邻两计数点间的距离，若 (常量），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

2．由纸带求物体运动加速度的方法（1）用“逐差法”求加速度即根据 (T为相邻两计数点间的时间间隔）求出，再算出平均值即为物体运动的加速度。

（2）用图象求加速度即先根据求出打第n点时纸带的瞬时速度，然后作出图象，图线的斜率即为物体运动的加速度。

实验步骤1．按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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的一端，连接好电路。

2．把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。

3．先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。

4．选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T=0.1s。

5．用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离。

用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度）。

实验方法攻略数据处理1．从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。

为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间单位，即T=0.1 s。

第二节匀变速直线运动的实验探究一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出214 13T ss a -=225 23T ss a -=……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。

三、典型例题例题1、在“测定匀变速直线运动的加速度”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50Hz，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0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。

由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2。

反馈1、在《探究小车速度随时间变化的规律》实验中，得到的纸带如图所示。

按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点。

用尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离分别是：(单位：cm) 8.78 16.08 21.87 26.16 28.94。

由此可求出2点的即时速度v=______m/s，打4点时的速度是，物体的加速度a=______m/s2,物体做_______运动。

（所标点间有4个点未画出）0 1 2 3 4 5 6四、课堂练习1据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是( ) A ．时间间隔 B ．位移 C ．加速度 D ．平均速度2．在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点瞬时速度如下为了计算加速度，合理的方法是（ ） A ．根据任意两计数点的速度用公式tva ∆∆=算出加速度 B ．根据实验数据画出v －t 图，量出其倾角，由公式A = tg α求出加速度C ．根据实验数据画出v －t 图，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式tva ∆∆=算出加速度D ．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五、课堂检测1．利用打点计时器测定物体的匀变速直线运动的加速度时，在纸带上打出一系列的点．设相邻的计数点之间的距离分别为s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6，相邻的计数点之间的时间间隔为T ，则下列关系式中误差最小的是（ ）A ．a ＝（s 2－s 1）／T2B ．a ＝（s 4－s 1）／3T 2C ．a ＝[（s 3－s 1）＋（s 4－s 2）]／4T2D ．a ＝[（s 4－s 1）＋（s 5－s 2）＋（s 6－s 3）]／9T 22．图2所示为用频率为50Hz 的打点计时器“测定匀加速直线运动的加速度”时得到的一条纸带，测出AB ＝2.0cm ，CD ＝3.6cm ．则运动物体的加速度a ＝_________m ／s 2．图23．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。

利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度(实验教案)一、介绍两种计时器、构造及原理及使用注意事项二、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带,刻度尺,导线,电源，复写纸,小车三、实验步骤（1）把计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上,检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间。

(2）把计时器上的电源插头插在交流4V-—-6V电源插座上.(3）按下开关，用小车水平的拉动两条纸带,纸带上就打下一列小点。

（4）取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点。

如果共有n个点，点子的间隔数就为n-1个，用t=0。

02（n-1）s计算出纸带的运动时间t.（5）用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离s有多长。

（6）利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度。

把测量和计算的结果填入表1中.1（7）在纸带上找出连续的6个点,分别标上记号o、a、b、c、d、e。

用刻度尺测出两个相邻点间的距离s1、s2、s3、s4、s5（如图所示)把数据填入表2中。

根据这些数据,运用你学过的知识，判断纸带的运动是匀速运动还是变速运动，并把判断的结果和理由写清楚。

表2四、实验数据处理的方法1如果把这些平均速度看成各段时间中点时刻的瞬时速度，立即就可以看出，这辆小车每经过相等的时间(０．１ｓ）,速度变化相等。

小车做匀变速直线运动,其加速度大小为ａ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿2、也可以用所计算的速度值，描绘出速度图像，利用图像斜率计算加速度五、注意事项:(1）将打点计时器固定在桌子上，以免在拉纸带时晃动它,并要轻轻试拉纸带，应无明显阻滞现象，同时复写纸应该能随纸带的移动而移动。

必要时，可通过定位轴的前后移动来调节复写纸的位置。

（2）若纸带上出现双点或漏点现象，可通过适当调整振动片的长度予以纠正，若纸带上出现拖痕和点迹不清，应调整振针长度。

六、课后思考通过打点计时器得到的一条打点纸带上，如果点子的分布不均匀，那么,是点子密集的地方运动速度比较大,还是点子稀疏的地方运动速度比较大？。

测定匀变速直线运动的加速度－实验报告班级________ 姓名________时间_________一、实验目的1、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法2、测定匀变速直线运动的加速度和计算打下某点时的瞬时速度。

二、实验原理1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：若x1、x2、x3、x4……为相邻计数点间的距离，若△x＝x2－x1＝x3 －x2＝……＝c(常数)，即连续相等的时间间隔内的位移差是恒量，则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。

2、利用某段时间里的平均速度等于该段时间中点的瞬时速度来计算打下某点时的瞬时速度.3、由纸带求物体加速度的方法：（1）根据Xm－Xn＝(m-n)aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔），选取不同的m和n,求出几个a,再计算出其平均值即为物体运动的加速度。

（2）用V-t图像求物体的加速度：先根据时间中点的瞬时速度等于该段时间的平均速度求几个点的瞬时速度，然后做出V-t图像，图线的斜率就是物体运动的加速度。

***逐差法：物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是X1、X2、X3……则有：△X=X2－X1=X3－X2=X4－X3=……=aT2.由上式还可得到 :X4－X1=（X4－X3）+（X3－X2）+（X2－X1）=3aT2同理有X5－X2=X6－X3=……=3aT2可见，测出各段位移X1、X2……即可求出a1、a2、a3……,再算出a1、a2、a3……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。

三、实验器材四、实验步骤五、分析与处理实验数据1、.纸带采集2、实验数据记录3、计算加速度（用计算和V-T图像两种方法）和某点的瞬时速度六、实验误差分析。

第二节匀变速直线运动的实验探究教案一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有<见第二章的习题）△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3>+(s3-s2>+(s2-s1>=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。

三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，一端附有滑轮的长木板，小车，纸带，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。

四、实验步骤<1）按教材191页图实-10所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。

把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

<2）把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。

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，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。

换上新纸带，重复实验三次。

<4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。

为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s。

在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。

两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……s1 s2 s3A B C D<5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。

<6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。

教学随笔打点计时器主要由线圈、永磁铁、振动片、振针组成。

当线圈中通以交变电流时，线圈中产生交变的磁场，使振动片振动，带动振针振时，每打两，通过比较两点间位从打点计时器打上点的纸带上可以直接得到的物理量是：、在做完练习使用打点计时器的实验后，关于打点计时器打点时、电源电压越高，打点计时器通过的电流越强，计时器打点速度、手拉纸带速度越大，纸带运动越快，打点计时器打点速度就越、打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定，与电源1．原理：匀变速直线运动在各个连续相等的时间T内的位移之差ΔS = SⅡ– SⅠ = SⅢ– SⅡ = SⅣ– SⅢ = …… = S n– S n-1= aT2SⅠSⅡSⅢ0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15T T T①．特别注意：SⅠ、SⅡ、SⅢ……的意义。

SⅠ、SⅡ、SⅢ……是相邻的两个计数点间的距离，(教材P261) 不是都从起点算起的。

SⅠ、SⅡ、SⅢ……各段位移的时间相等。

往往题目给出的是从起点算起的距离。

在实际解题时，所求出的△s应基本相等，如求出的△s相差较大，则肯定是错误的。

②．注意区别计数点和打的点。

它们不一定相同。

在选择计数点的起点时，通常不从打的第一点开始。

计数点的起点要标为0。

通常每5个点选一计数点。

注意：“每5个点选一个计数点”而不是“每隔5个点选一个计数点”。

“每5个点选一个计数点”时，两计数点间隔4个点，有5个空。

③．注意T的计算。

看看两个计数点之间要几个空隔。

T等于空隔数乘0.02。

2．逐差法处理数据《金版教程》P76注意表达式的变化。

S n+3－S n=3aT2求出几个加速度后再取平均值。

3．即时速度的求法利用：匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于中间时刻的即时速度。

v n=(s n+s n+1)/2T如上图，v5=(sⅠ+sⅡ)/2T4．减小误差的方法⑴、舍去纸带上较密集的点，选取便于测量的点进行研究。

高一物理教学案课题：匀变速直线运动的加速度测定班级姓名学习目标：1、学会使用打点计时器；2、会通过纸带求物体在某段时间内的平均速度；3、会求加速度；学案导学：一、引入思考在练习使用打点计时器测物体运动速度的时候，我们是用手直接拉纸带运动，学习对其速度时间图象初步分析，没有什么特殊的规律。

而我们研究物理规律的时候往往从比较特殊的情况入手，让重锤拉着小车在平板上运动，利用打点计时器来研究小车的运动特点，装置如教材37页图1-9-3。

请同学们思考一下并猜测一下小车在运动过程中速度可能变化特点。

预测：二、安装实验器材按教材37页图1-9-3安装好实验器材。

请同学们思考一下安装器材时有哪些注意点？尝试解答：课堂记录：三、实验操作1、动手操作前请同学们在头脑中想一遍操作过程，并思考讨论操作时的注意点，各小组讨论，交流回答。

课堂记录：2、开始实际实验操作。

四、实验数据采集1、明确所要采集的数据对象及采取的办法。

尝试解答：课堂记录：2、请同学们讨论一下数据采集实验数据时有哪些注意点？讨论结果汇总：3、数据采集请同学们设计表格，并记录对应的数据：表格：五、数据处理与探究1、依据前面的学习经验，为了找到小车的运动规律，我们采取图象法，以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，请同学们根据自己表中记录的数据，选择合适的标度，利用手中的坐标纸描点。

2、组与组之间相互交流各自所描的点，观察与思考这些点的分布规律，你的体会是什么？交流结果：3、作图通过以上思考，我们可以用一条直线去代表这些点，用平滑的曲线（包括直线）来“拟合”这些点，不要用折线连接各点，因为小车运动过程中速度不会发生突变，不在直线上的点要均匀分布与直线的两侧。

小车运动速度时间图象（可将坐标纸贴于该区域）：4、分析与探究1）观察得到的我们得到的小车运动的v-t图象，你能用自己的语言描述小车运动速度随时间的变化规律吗？尝试解答：课堂记录：2）各小组所得到小车运动的v-t图象的倾斜程度不是完全一样的，图象的倾斜程度不同，反应了下车运动的什么区别？尝试解答：课堂记录：3）如何利用v-t图象求出小车运动的加速度？尝试解答：课堂实录：六、误差和有效数字。

高考物理总复习1第4讲实验：研究匀变速直线运动教案新人教版第4讲 实验：研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习使用打点计时器，学会用打点的纸带研究物体的运动。

2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。

3．会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0．02 s 打一次点。

(2)(3)纸带上点的意义①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。

②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况。

2．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 设x 1、x 2、x 3…为纸带上相邻两个计数点之间的距离，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…＝常数，即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动。

3．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度v n ＝x n ＋x n ＋12T来计算。

4．由纸带求物体运动加速度的方法(1)逐差法：根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT 2，求a 1、a 2、a 3，再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度。

设T 为相邻两计数点之间的时间间隔，则a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，加速度的平均值为a ＝a 1＋a 2＋a 33。

“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据x 1、x 2、x 3…以减小偶然误差。

(2)用v －t 图象求加速度：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即v n＝x n＋x n＋12T，求出打各个计数点时纸带的瞬时速度，再作出v－t图象，图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度。

三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。