高一物理講用打點(diǎn)計(jì)算器測(cè)速度、加速度

第三講用打點(diǎn)計(jì)算器測(cè)速度 加速度 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 比較x t和v t圖象的異同并能解決相應(yīng)的問(wèn)題2 掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和逐差法求加速度 一 知識(shí)回顧 知識(shí)點(diǎn)1 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定 內(nèi)發(fā)生的 的計(jì)時(shí)儀器 它使用 電源 由學(xué)生電源供電 工作電壓在 V以下 當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí) 它每隔 s打一個(gè)點(diǎn) 通電前把紙帶穿過(guò) 再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面 接通電源后 在線圈和永久磁鐵的作用下 振片便振動(dòng)起來(lái) 帶動(dòng)其上的振針上下振動(dòng) 這時(shí) 如果紙帶運(yùn)動(dòng) 振針就通過(guò)復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn) 如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連在一起 即由物體帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng) 紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時(shí)間間隔中物體的位移 2 電火花計(jì)時(shí)器的原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器類似 工作電壓 V 這種計(jì)時(shí)器工作時(shí) 紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比較小 實(shí)驗(yàn)誤差也就比較小 3 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度時(shí)是利用了平均速度的公式v 當(dāng)或較小時(shí) 用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過(guò)某點(diǎn)的 速度 3 由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)的加速度的方法 1 根據(jù) x x2 x1 x3 x2 aT2 T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔 求出a 然后求平均值 2 用逐差法求加速度 根據(jù)x2 x1 x5 x2 x6 x3 3aT2求出a1 知識(shí)點(diǎn)2 數(shù)據(jù)處理1 由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法如圖所示 A B C D 為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn) x1 x2 x3 為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離 若 x x2 x1 x3 x2 常數(shù) 即若兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔里的位移之差為恒量 則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng) 2 由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度的方法如圖所示 有 二 例題辨析 例題1 在 探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律 的實(shí)驗(yàn)中 按照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的先后順序 將下述步驟的代號(hào)填在橫線上 A 把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車后面B 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板的沒(méi)有滑輪的一端 并連好電路C 換上新的紙帶 再重做兩次D 把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上 并用墊片把木板的一端墊高E 使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處 接通電源 放開(kāi)小車 讓小車運(yùn)動(dòng)F 把一條細(xì)繩拴在小車上 細(xì)繩跨過(guò)定滑輪 下邊吊上合適的鉤碼G 斷開(kāi)電源 取出紙帶 二 例題辨析 例題2 多選 一個(gè)質(zhì)點(diǎn)正在做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 用固定的照相機(jī)對(duì)該質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行閃光照相 閃光時(shí)間間隔為1s 分析照片得到的數(shù)據(jù) 發(fā)現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)在第1次 第2次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了0 2m 在第3次 第4次閃光的時(shí)間間隔內(nèi)移動(dòng)了0 8m 由上述條件可知 A 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度是0 6m s2B 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度是0 3m s2C 第1次閃光時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度是0 05m sD 第1次閃光時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度是0 1m s 變式練習(xí)1 多選 在 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) 的實(shí)驗(yàn)中 下列方法中有助于減小實(shí)驗(yàn)誤差的是 A 選取計(jì)數(shù)點(diǎn) 把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B 使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C 舍去紙帶上開(kāi)始時(shí)密集的點(diǎn) 只利用點(diǎn)跡清晰 點(diǎn)間的間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量 計(jì)算D 適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù) 例2 如圖所示 某同學(xué)在做 研究勻速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)中 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到表示小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程的一條清晰紙帶 紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T 0 10s 其中x1 7 05cm x2 7 68cm x3 8 33cm x4 8 95cm x5 9 61cm x6 10 26cm 則A點(diǎn)處瞬時(shí)速度的大小是 m s 小車運(yùn)動(dòng)的加速度計(jì)算表達(dá)式為 加速度的大小是 m s2 變式練習(xí)2 在做 研究勻速直線運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn)時(shí) 所用電源頻率為50Hz 取下一段紙帶研究 如圖所示 設(shè)0點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)的起點(diǎn) 相鄰兩記數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn) 則第一個(gè)記數(shù)點(diǎn)與起始點(diǎn)間的距離x1 cm 物體的加速度a m s2 物體經(jīng)第4個(gè)記數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度為v m s 例4 從斜面上某位置 每隔0 1s釋放一個(gè)小球 在連續(xù)釋放幾個(gè)后 對(duì)在斜面上的小球拍下照片 如圖所示 測(cè)得SAB 15cm SBC 20cm 試求 1 小球的加速度 2 拍攝時(shí)B球的速度vB 3 A球上面滾動(dòng)的小球還有幾個(gè) 在這里輸入標(biāo)題 請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?例4 從斜面上某位置 每隔0 1s釋放一個(gè)小球 在連續(xù)釋放幾個(gè)后 對(duì)在斜面上的小球拍下照片 如圖所示 測(cè)得SAB 15cm SBC 20cm 試求 1 小球的加速度 2 拍攝時(shí)B球的速度vB 3 A球上面滾動(dòng)的小球還有幾個(gè) 請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽臉?biāo)題 例5 摩托車在平直公路上從靜止開(kāi)始起動(dòng) a1 1 6m s2 稍后勻速運(yùn)動(dòng) 然后減速 a2 6 4m s2 直到停止 共歷時(shí)130s 行程1600m試求 1 摩托車行駛的最大速度vm 2 若摩托車從靜止起動(dòng) a1 a2不變 直到停止 行程不變 所需最短時(shí)間為多少 變式練習(xí)4 摩托車由靜止開(kāi)始在盡量短的時(shí)間內(nèi)走完一段直道 然后駛?cè)胍欢伟雸A形的彎道 但在彎道上行駛時(shí)車速不能太快 以免因離心作用而偏出車道 求摩托車在直道上行駛所用的最短時(shí)間有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表格 某同學(xué)是這樣解的 要使摩托車所用時(shí)間最短 應(yīng)先由靜止加速到最大速度 40m s 然后再減速到 20m s t t1 t2你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否合理 若合理 請(qǐng)完成計(jì)算 若不合理 請(qǐng)說(shuō)明理由 并用你自己的方法算出正確結(jié)果 三 歸納總結(jié) 1 求解直線運(yùn)動(dòng)的基本思路 1 審清題意 分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程 構(gòu)建運(yùn)動(dòng)圖景 并盡量畫出草圖 2 明確題中已知及未知各量的關(guān)系 恰當(dāng)選用規(guī)律 3 若涉及多個(gè)過(guò)程 要分段分析 找準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)交接點(diǎn) 同時(shí)應(yīng)注意s v a等矢量的符號(hào)規(guī)定和位移圖象 速度圖象的應(yīng)用及題中隱含條件的挖掘等 在這里輸入標(biāo)題 請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?請(qǐng)?jiān)诖溯斎肽奈谋?在這里輸入標(biāo)題 2 求解直線運(yùn)動(dòng)常用的方法有 一般公式法 平均速度法 中間時(shí)刻速度法 比例法 推論法 逆向思維法 圖象法 巧選參考系法 3 對(duì)于多運(yùn)動(dòng)階段問(wèn)題的分析要注意以下幾點(diǎn) 1 準(zhǔn)確選取研究對(duì)象 根據(jù)題意畫出物體在各階段的運(yùn)動(dòng)示意圖 直觀呈現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 2 明確物體在各階段的運(yùn)動(dòng)性質(zhì) 找出題目給定的已知量 待求未知量以及中間量 3 合理選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 列出物體在各階段的運(yùn)動(dòng)方程 同時(shí)列出物體各階段間的關(guān)聯(lián)方程 4 勻變速直線運(yùn)動(dòng)涉及的公式較多 各公式相互聯(lián)系 大多數(shù)題目可一題多解 解題時(shí)要開(kāi)闊思路 通過(guò)分析 對(duì)比 根據(jù)已知條件和題目特點(diǎn)適當(dāng)?shù)夭鸱?組合運(yùn)動(dòng)過(guò)程 選取最簡(jiǎn)捷的解題方法 四 拓展延伸 例6 已知O A B C為同一直線上的四點(diǎn) AB間的距離為L(zhǎng)1 BC間的距離為L(zhǎng)2 一物體自O(shè)點(diǎn)由靜止出發(fā) 沿此直線做勻速運(yùn)動(dòng) 依次經(jīng)過(guò)A B C三點(diǎn) 已知物體通過(guò)AB段與BC段所用的時(shí)間相等 求O與A的距離 變式練習(xí)1 一物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 通過(guò)一段位移 x所用的時(shí)間為t1 緊接著通過(guò)下一段位移 x所用的時(shí)間為t2 則物體運(yùn)動(dòng)的加速度為 變式練習(xí)2 以72km h的速度行駛的列車 臨時(shí)需要在某中途車站停車 因此以大小為0 4m s2的加速度減速進(jìn)站 停車2min 然后以0 5m s2的加速度勻加速出站 最后恢復(fù)原運(yùn)行速度 試計(jì)算該列車此次因臨時(shí)停車共耽誤多長(zhǎng)時(shí)間 五 課后作業(yè)1 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體 從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)所用的時(shí)間為t B為AC之間的一點(diǎn) 已知物體在AB段的平均速度為v 在BC間的平均速度為3v 則下列說(shuō)法正確的是 A 物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a B 物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a C B點(diǎn)的瞬時(shí)速度一定是2vD AC間的距離一定是2vt 2 兩木塊自左向右運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)用高速攝影機(jī)在同一底片上多次曝光 記錄下木塊每次曝光時(shí)的位置 如圖所示 連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔是相等的 由圖可知 A 在時(shí)刻t2以及時(shí)刻t5兩木塊速度相同B 在時(shí)刻t1兩木塊速度相同C 在時(shí)刻t3和時(shí)刻t4之間某瞬間兩木塊速度相同D 在時(shí)刻t4和時(shí)刻t5之間某瞬時(shí)兩木塊速度相同 3 物體從靜止開(kāi)始沿光滑斜面下滑L時(shí) 速度為v 當(dāng)物體下滑速度達(dá)到v 2時(shí) 它沿斜面下滑的距離為 A 0 5LB 0 707LC 0 25LD 0 75L4 一物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度的大小為a1 經(jīng)時(shí)間t后做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 加速度的大小為a2 再經(jīng)過(guò)時(shí)間t回到出發(fā)點(diǎn) 則a1 a2應(yīng)為 A 1 1B 1 2C 1 3D 1 4 5 一物體沿直線由靜止開(kāi)始以加速度a1做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 前進(jìn)s1后立即以加速度a2做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 又前進(jìn)s2而靜止 已知s1 s2 則下列說(shuō)法正確的是 A 物體分別通過(guò)s1 s2兩段路程的平均速度相等B 物體分別通過(guò)s1 s2兩段路程中點(diǎn)時(shí)的速度相等C 物體分別通過(guò)s1 s2兩段路程所用的時(shí)間相等D 兩個(gè)加速度的大小關(guān)系是a2 a1 6 一輛小汽車在一段平直的公路上做勻加速直線運(yùn)動(dòng) A B是運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)的兩點(diǎn) 已知汽車經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度為1m s 經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為7m s 則汽車從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是A 汽車經(jīng)過(guò)AB位移中點(diǎn)時(shí)速度是4m sB 汽車經(jīng)過(guò)AB中間時(shí)刻的速度是4m sC 汽車前一半時(shí)間發(fā)生位移是后一半時(shí)間發(fā)生位移的一半D 汽車前一半位移所用時(shí)間是后一半位移所用時(shí)間的2倍 7 如圖甲所示 繃緊的水平