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1、章 末 整 合,勻變速直線運動問題的求解方法,(2)利用sat2 在勻變速直線運動中,第n個t時間內(nèi)的位移和第N個t時間內(nèi)的位移之差為sNsn(Nn)at2. (3)巧選參考系 一個物體相對于不同參考系,運動性質(zhì)一般不同,通過變換參考系,可以將物體運動簡化,容易研究 (4)“逆向思維”法 逆向過程處理(逆向思維法)是把運動過程的“末端”作為“初態(tài)”的反向研究問題的方法,如物體做加速運動可看成反向的減速運動,物體做減速運動可看成反向的加速運動處理,該方法一般用在末狀態(tài)已知的情況,【例1】 站臺上有一觀察者,在火車開動時站在第1節(jié)車廂前端的附近,第1節(jié)車廂在5 s內(nèi)駛過此人設(shè)火車做勻加速直線運動,
2、求第10節(jié)車廂駛過此人需多長時間 答案:0.81 s,1直線運動的物理意義 (1)從圖象識別物體運動的性質(zhì) (2)能認識圖象的截距(即圖象與縱軸或橫軸的交點坐標)的意義 (3)能認識圖象的斜率的意義 (4)能認識圖象與坐標軸所圍面積的物理意義 (5)能說明圖象上任一點的物理意義,勻變速直線運動的圖象意義及應用,2st圖象與vt圖象的比較,【例2】 一輛汽車由靜止開始運動其vt圖象如圖21所示則汽車在 01 s內(nèi)和13 s內(nèi)相比() A位移相等 B平均速度相等 C速度變化相等 D加速度相同,圖21,,答案:B,一、實驗目的 1用打點計時器研究勻變速直線運動,測定勻變速直線運動的加速度 2掌握判
3、斷物體是否做勻變速直線運動的方法,實驗:研究勻變速直線運動,二、實驗原理 1打點計時器 打點計時器是計時的儀器,使用交流電源,頻率為 50 Hz 時每隔0.02 s打一次點電磁打點計時器工作電壓為46 V,電火花打點計時器工作電壓為220 V. 2研究勻變速直線運動 (1)由紙帶判斷物體的運動情況:若兩連續(xù)相等時間間隔(打點周期)內(nèi)位移相等,則物體做勻速直線運動;若兩連續(xù)相等時間間隔(打點周期)內(nèi)位移之差為恒量(不為零),則物體做勻變速直線運動,三、實驗器材 1打出紙帶所需的器材:電磁打點計時器和學生電源(46 V交流電源)或電火花打點計時器,紙帶,復寫紙 2拉動紙帶所需的器材:鉤碼,導線,細
4、繩 3固定打點計時器所需的器材:一端附有滑輪的長木板 4測量長度所需的器材:毫米刻度尺(讀數(shù)時注意有效數(shù)字),四、實驗步驟 1如圖22所示,把附有滑輪的長木板放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,將打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路,圖22,,2將紙帶穿過打點計時器的限位孔后,將其一端夾在小車尾部正中央把小車靠近打點計時器在小車前端系上細繩,細繩、紙帶與木板平行,且細繩長度略短于定滑輪離地的高度細繩跨過滑輪,掛上鉤碼 3閉合電源開關(guān),待打點計時器工作正常后釋放小車,適時阻止小車與滑輪相碰和使鉤碼落地及時斷開電源 4更換紙帶,按上述要求重復實驗三次,5選擇點跡清晰、沒有漏點的紙帶,舍棄
5、開頭點比較密集的一段,把每打五次點的時間作為時間單位;時間間隔T0.1 s;確定恰當?shù)挠嫈?shù)點,并標上序號0、1、2、3正確使用毫米刻度尺測量兩相鄰計數(shù)點間的距離,分別記作s1、s2、s3、s4、s5、s6,六、實驗注意事項 1小車的加速度應適當大一些,以能在紙帶上長約50 cm的范圍內(nèi)清楚地取78個計數(shù)點為宜 2要防止鉤碼落地和小車跟定滑輪相撞,紙帶打完后即時斷開電源 3每打完一條紙帶,將定位軸上的復寫紙換個位置以保證打點清晰,4應區(qū)別打點計時器打出的點和人為選取的計數(shù)點(一般把計時器打出的5個點作為一個計數(shù)點),選取的計數(shù)點不得少于6個運動開始時打下的第1個點不宜作為計數(shù)的起點 5不要分段測
6、量各段位移,應盡可能一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)點O之間的距離),讀數(shù)時應估讀到毫米的下一位 6注意所選取的相等時間間隔T的大小及所測位移s. 7實驗中應先接通電源,后放開小車,七、紙帶問題分析 1判斷物體的運動性質(zhì) (1)根據(jù)勻速直線運動特點svt,若紙帶上各相鄰的點的間隔相等,則可判定物體做勻速直線運動 (2)由勻變速直線運動的推論saT2,若所打的紙帶上在任意兩個相鄰且相等的時間內(nèi)物體的位移的差相等,則說明物體做勻變速直線運動,圖23,,(2)vt圖象法 利用勻變速直線運動的一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的速度的推論,求出各時刻的瞬時速度v1、v2、v3、、vn,建立一個直
7、角坐標系,橫軸為t,縱軸為v,把求出的各時刻的速度值進行描點,然后畫一條直線,并使該直線盡可能多的通過所描各點,或使各點均勻地分布在直線兩側(cè)求出該vt圖線的斜率k,則ka. 這種方法的優(yōu)點是可以舍掉一些偶然誤差較大的測量值,因此它的偶然誤差較小,【例2】 如圖24所示是某同學測量勻變速直線運動的加速度時,從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分,他以每5個打點取一個計數(shù)點,圖上注明了他對各個計數(shù)點間距離的測量結(jié)果(單位:cm),,圖24,(1)為了驗證小車的運動是勻變速運動,請進行下列計算,填入表內(nèi)(單位:cm) 各位移差與平均值最多相差________cm,即各位移差與平均值最多相差________%.由此可得出結(jié)論:小車在________的位移之差,在________范圍內(nèi)相等,所以小車的運動是________,解析:(1)s2s11.60 cm;s3s21.55 cm;s4s31.62 cm;s5s41.53 cm;s6s51.61 cm;s1.58 cm.各位移差與平均值最多相差0.05 cm,即各位移差與平均值最多相差3.3%.由此可得出結(jié)論:小車在任意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差,在誤差允許范圍內(nèi)相等,所以小車的運動是勻加速直線運動,答案:見解析,