一、運動的描述（4）
【課 題】實驗：探究速度隨時間的變化規律
【導學目標】
1、了解游標卡尺的原理，并會正確運用和讀數。
2、練習使用打點計時器，學習利用打上點的紙帶研究物體的運動。
3、學習用打點計時器測定即時速度和加速度。
【知識要點】
一、實驗誤差
1．誤差：測量值與真實值的 叫做誤差．
2．系統誤差和偶然誤差
①系統誤差：由于儀器本身不精確、或實驗方法粗略或實驗原理不完善而產生的．
②偶然誤差：由于各種偶然因素對實驗者、測量儀器、被測物理量的影響而產生的．
3．絕對誤差和相對誤差
①絕對誤差：測量值與真實值之差（取絕對值）。
②相對誤差：等于絕對誤差與真實值之比（通常用百分數表示）。
二、有效數字
1．帶有一位不可靠數字的近似數字叫有效數字。（因為測量總有誤差，測得的數值只能是近似數字，如用毫米刻度尺量得某書本長184. 2 mm，最末一位數字“2"是估計出來的，是不可靠數字，但仍有意義，一定要寫出來）．
2．有效數字的位數是從左往右數，從第一個不為零的數字起，數到右邊最末一位估讀數字止。
三、游標卡尺
游標尺精度
(mm)測量結果(游標尺第n條刻度線與主尺上的某條刻度線對齊)
格數刻度
總長每小格與1mm相差
109mm0.1mm0.1主尺mm數+0.1n
2019mm0.05mm0.05主尺mm數+0.05n
5049mm0.02mm0.02主尺mm數+0.02n
1．結構：游標卡尺的構造如下圖所示，它的左測量爪固定在主尺上并與主尺垂直．右測量爪與左測量爪平行，固定在游標尺上，可以隨同游標卡尺一起沿主尺滑動．
2．原理及讀數方法：
游標卡尺的讀數=主尺上讀數+標尺上對齊的格數×精確度；
常見游標卡尺的相關數據如下：
四．打點計時器
打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點（由于電源頻率是50Hz），因此，紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。
五．由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法
如圖所示，0、1、2……為時間間隔相等的各計數點，s1、s2、s3、……為相鄰兩計數點間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續相等的時間間隔內的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。
3．由紙帶求物體運動加速度的方法
（1）用“逐差法”求加速度：
根據s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數點間的時間間隔），求出 、 、 ，再算出a1、a2、a3的平均值，即為物體運動的加速度。
（2）用v-t圖法：
先根據 ，求出打第n點時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運動的加速度。
【典型剖析】
[例1] 用毫米刻度尺測量某一物體的長度為12.6mm。若物體的實際長度為12.4mm，則絕對誤差△x= mm，相對誤差η= 。
[例2] 讀出如圖所示游標尺的讀數．
[例3] （啟東08屆高三調研測試）在“利用打點計時器測定勻加速直線運動加速度”的實驗中，打點計時器接在50Hz的低壓交變電源上。某同學在打出的紙帶上每5點取一個計數點，共取了A、B、C、D、E、F六個計數點（每相鄰兩個計數點間的四個點未畫出）．從每一個計數點處將紙帶剪開分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v-t關系的圖線，從而求出加速度的大�。�
（1）請你在xoy坐標系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關系的圖線(作答在右圖上)，并指出哪個軸相當于v軸？答： ；
（2）從第一個計數點開始計時，為求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度？答： ；
（3）若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則可求出加速度的大小為 m/s2．
[例4] （鹽城市08屆高三六所名校聯考）某同學用如圖所示裝置測量重力加速度g,所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點為0號計數點，然后每3個點取一個計數點，所以測量數據及其標記符號如題圖所示。
該同學用兩種方法處理數據(T為相鄰兩計數點的時間間隔)：
方法A：
由 ……， 取平均值g=8.667 m/s2;
方法B：
由 取平均值g=8.673 m/s2。
（1）從實驗裝置看,該同學所用交流電的電壓為______伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應該是______________________。
（2）從數據處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對實驗結果起作用的，方法A中有__________;方法B中有______________________________。
因此，選擇方法______（A或B）更合理，這樣可以減少實驗的________(系統或偶然)誤差。
（3）本實驗誤差的主要來源有：______________________________（試舉出兩條）。
【訓練設計】
1、如圖所示為測量一金屬筒時刻度尺示數的示意圖，該金屬筒長度為 cm.
2、（1）某游標卡尺兩測腳緊靠時如圖甲所示，測物體長度時如圖乙所示，則該物體的長度是_______________mm。
（2）新式游標卡尺的刻線看起來很“稀疏”，使得讀數顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數據．通常游標卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規格；新式游標卡尺也有相應的三種，但刻度卻是：19mm等分成10份，39mm等分成20份，99mm等分成50份，以“39mm等分成20份”的新式游標卡尺為例，如圖所示．
①它的準確度是_ __mm；
②用它測量某物體的厚度，示數如圖所示，正確的讀數是_ _cm．
3、如圖為用50分度的游標卡尺測量物體長度時的讀數，由于遮擋，只能看見游標的后半部分，這個物體的長度為 mm．
4、如圖為物體運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為T=0.10s，其中S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=10.26cm。
則A點處瞬時速度的大小是 ___m/s，小車運動的加速度計算表達式為_____________，加速度的大小是_______m/s2。（計算結果保留兩位有效數字）。
本文來自：逍遙右腦記憶 /gaosan/75650.html
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