第一章第9節了解教材新知把握熱點考向考向一考向二

應用創新演練1/322/323/324/32一、試驗目標利用打點紙帶研究小車運動情況，從而求出小車運動速度和加速度。二、試驗原理利用打點計時器打出紙帶，測量計數點間距，計算出各時刻速度。5/326/327/328/32三、試驗器材打點計時器、紙帶、交流電源、小車、細繩、一端固定有滑輪長木板、刻度尺、鉤碼(若干)。四、試驗步驟

(1)如圖1－9－2所表示，把一端裝有定滑輪長木板平放在試驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪一端，連接好電路。9/32圖1－9－210/32(2)把細繩拴在小車上，并在另一端掛上適當鉤碼，使之跨過定滑輪，調整裝置，使小車能在長木板上平穩地加速滑行。

(3)把紙帶穿過打點計時器，并將其一端固定在小車后面。

(4)把小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動。于是，打點計時器就在紙帶上打下一系列點。換上新紙帶，重復試驗三次。11/32五、數據處理

1．表格法

(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想紙帶，舍掉開始一些比較密集點，在后面便于測量地方找一個開始點，作為計數始點，以后依次每五個點取一個計數點，并標明0、1、2、3、4…，測量各計數點到0點距離x，并統計填入表中。12/32位置編號012345時間t/sx/mv/(m·s－1)13/32(2)分別計算出與所求點相鄰兩計數點之間距離Δx1、Δx2、Δx3…。

(3)利用一段時間內平均速度等于這段時間中間時刻瞬時速度求得各計數點1、2、3、4、5瞬時速度，填入上面表格中。

(4)依據表格中數據，分析速度隨時間怎么改變。14/32圖1－9－32．圖像法

(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并依據表格中數據在坐標系中描點。

(2)畫一條直線，讓這條直線經過盡可能多點，不在直線上點均勻分布在直線兩側，偏差比較大點忽略不計，如圖1－9－3所表示。

(3)觀察所得到直線，分析物體速度隨時間改變規律。

15/3216/32六、注意事項

(1)開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。

(2)先接通電源，打點計時器正常工作后，再放開小車，當小車停頓運動時要及時斷開電源。

(3)要預防鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車抵達滑輪處之前及時用手按住它。17/32(4)牽引小車鉤碼個數要適當，以免加速度過大而使紙帶上點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差異，從而使誤差增大；加速度大小以能在50cm長紙帶上清楚地取得六、七個計數點為宜。

(5)要區分計時器打出點與人為選取計數點，普通在紙帶上每隔四個點取一個計數點，即時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s。

(6)描點時最好用坐標紙，在縱、橫坐標軸上選取適當單位，用細鉛筆認真描點。18/32七、誤差和有效數字

1．誤差

(1)定義：在測量中，測出數值(測量值)與真實值之間差異叫做誤差。

(2)分類：系統誤差和偶然誤差。19/32(3)系統誤差：①產生：儀器本身不準確、試驗方法粗略或試驗原理不完善產生。②系統誤差特點：屢次重復測量時，測量值總是大于(或小于)真實值。③減小系統誤差方法：校準測量儀器(或使用更精密測量儀器)，改進試驗方法，完善試驗原理等。20/32(4)偶然誤差：①產生：因為各種偶然原因對試驗者、測量儀器、被測物理量影響而產生。②特點：測量值與真實值相比有時偏大，有時偏小，而且偏大和偏小概率相同。③減小方法：屢次重復測量求平均值。

(5)誤差與錯誤區分：誤差不是錯誤，普通情況下誤差不能夠防止，只能想方法減小。而錯誤是因為操作不妥引發，在試驗過程中能夠防止。21/322．有效數字

(1)可靠數字：經過直接讀數取得準確數字。

(2)存疑數字：經過估讀得到那部分數字。

(3)有效數字：測量結果中能夠反應被測量大小帶有一位存疑數字全部數字。22/323．本試驗誤差分析(1)電壓頻率不穩定引發打點誤差。(2)測量計數點間距時產生誤差。(3)木板粗糙程度不一樣，造成摩擦不均勻產生誤差。(4)作v－t圖像時單位選擇不適當或描點不準確產生誤差。23/3224/32試驗誤差分析[例1]在“測定勻變速直線運動加速度”試驗中，以下方法中有利于減小試驗誤差是(

)A．選取計數點，把每打5個點時間間隔作為一個時間單位

B．使小車運動加速度盡可能小些

C．舍去紙帶上開始時密集點，只利用點跡清楚、點間間隔適當那一部分進行測量、計算

D．適當增加掛在細繩下鉤碼個數25/32[解析]

選取計數點能夠使相鄰點間間隔增大，用直尺測量這些點間間隔時，在一次測量絕對誤差基本相同情況下，相對誤差較小，選項A正確；在試驗中假如小車運動加速度過小，打出點子就很密，長度測量相對誤差較大，測量準確度會降低，所以小車運動加速度大一些很好。假如小車加速度控制很好，以能在50cm長紙帶上清楚地取出7～8個計數點為宜，選項B錯26/32誤；若適當增加掛在細繩下鉤碼個數，意味著適當增大小車運動加速度，選項D正確；為了減小長度測量相對誤差，舍去紙帶上過于密集、甚至分辨不清點是必要，選項C正確。

[答案]

ACD27/32試驗數據處理[例2]如圖1－9－4中給出了某次試驗所打紙帶，從0點開始，每5個點取一個計數點，其中0、1、2、3、4、5、6都為計數點。測得：x1＝1.40cm，x2＝1.90cm，x3＝2.38cm，x4＝2.88cm，x5＝3.39cm，x6＝3.87cm。圖1－9－428/32(1)在打點計時器打出點1、2、3、4、5時，小車速度分別為：v1＝________cm/s，v2＝________cm/s，v3＝________cm/s，v4＝________cm/s，v5＝________cm/s。

(2)作出速度—