【新人教版】2012高三物理《中原首辅》一轮复习课件第1单元第5讲

运动
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为
v1、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，则说明物体在
相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做 即 匀变速直线运动，
(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1、x2、
x3、x4…，若Δ x＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明物体在做匀
(一)误差和有效数字 一、测量的误差及分类
物理量在客观上存在着准确的数值，称为真实值．实际测量得
到的结果称为测量值．①测量值与真实值的差异称为误差． 1．测量误差按其产生的原因和性质可分为②系统误差和③偶然 误差两类． (1)系统误差
①产生的原因：系统误差主要是由于仪器本身的缺陷(如刻度不
均匀、未校准零点等)、公式和实验原理不够严密等原因造成的． ②特点：系统误差的特点是实验结果相对真实值的偏差总是具
0.05 3.3 (2)1.59 1.57
任意两个相等的时间内 误差允许 1.59 1.58
匀加速直线
二、误差分析 【例2】在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数 点的瞬时速度如下．为了算出加速度，合理的方法是(
计数点序号 计数点对应 时刻(s) 通过计数点的 速度(cm/s) 1
0.1 44.0
有效数字的规则来读数外，在处理实验数据进行加减乘除运算时，
也要按照有效数字的规则来运算．在中学阶段可遵循一个最基本 的原则，即没有特别的要求时，运算结果一般取两位或三位数字
就可以了．
(二)研究匀变速直线运动 一、实验目的 1．利用打点纸带探究小车⑧速度随时间变化的规律． 2．能画出小车运动的v－t图象，并根据图象求⑨加速度．
(3)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列的 点．换上新纸带，重复三次．
(4)从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较
密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个
点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4…，测量 各计数点到0点的距离d，记录并填入表中.
3 ＝________ m/s .
2
【名师点金】 熟悉并掌握匀变速直线运动规律及推论是处理本实 验数据的前提和根本． 【规范全解】 (1)s2－s1＝1.60 cm； s3－s2＝1.55 cm； s4－s3＝1.62 cm；s5－s4＝1.53 cm；s6－s5＝1.61 cm； Δ s ＝1.58 cm
一、对原理的考查 【例1】图示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干 纸带中选取的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上 注明了他对各相邻计数点间距离的测量结果．
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，
将结果填入表内．
单位：cm
s 2 －s 1 s 3 －s 2 s 4 －s 3 s 5 －s 4 s 6 －s 5
打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器)．
7．不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与第0个计 数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3…，读数时应估读到0.1 mm.
8．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：
(1)细绳尽可能与板面保持平行； (2)滑轮和车轮灵活； (3)长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本 保持一致．
【答案】C
三、求解纸带问题四个物理量、四种方法
【例3】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50 Hz，图甲
手按住．
3．先断开电源，再取下纸带． 4．对于电磁打点计时器，如打出的点较轻或是短线时，应调
整振针距复写纸的高度．
5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃
点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清
楚所选的时间间隔T等于多少． 6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证
相对误差是绝对误差与测量值之比，常用百分数表示，它反映
了实验结果的精确程度．例如两物体的长度分别为1 cm和100 m，误
差分别为0.1 cm和1 m，后者测量相对误差更小，可靠程度要高些． 二、有效数字
1．定义：由于仪器精密度和误差的限制，测得的任何一个物理
量的数值和位数只能是有限的．我们将⑦测量结果中带有一位不可 靠数字的近似数字叫做有效数字．
各位移差与平均值最多相差0.05 cm，即各位移差与平均值最
多相差3.3%.由此得出结论：小车在任意两个相等的时间内的位移 之差，在误差允许的范围内相等，所以小车的运动是匀加速直线运
动．
s 4 －s 1 2 (2)采用逐差法，即：a1＝ 2 ≈1.59 m/s 3T a2＝ a＝ s 5 －s 2 s 6 －s 3 2 2 ≈ 1.57 m/s ， a ＝ 3 2 2 ≈1.59 m/s 3T 3T
数据，能对实验结果进行误差分析，切忌死记硬背．
2．要求学生知道系统误差和相对误差，了解减小误差的方 法．教学中不要求学生进行有效数字运算，但在测量时要求学生会 用有效数字表示测量结果，保证测量结果精确．
1．在动手完成实验的基础上明确实验原理，会正确安排实验 步骤，能用图象或逐差法正确处理数据，能对实验结果进行误差 分析，切忌死记硬背． 2．知道系统误差和相对误差，了解减小误差的方法．知道有 效数字并且会用有效数字表示测量结果，保证测量结果精确．
1．实验步骤
(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适 的钩码，将纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后
面，实验装置如图所示．放手后，看小车能否在木板上平稳地加
速滑行．
出 a1、a2、a3 的平均值即为物体运动的加速度． ②图象法：先根据 vn＝
xn＋xn＋1 求出打第 n 点时纸带的瞬时速度， 2T
18斜率即为物体运动的加速度 后作出 v－t 图象，图象的○
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、复写纸片等． 四、实验过程
变速直线运动，且.
3．速度、加速度的求解方法
(1)“平均速度法”求速度， 如图所示．
(2)由纸带求物体运动的加速度 ①逐差法：根据 x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT (T 为相邻两计数
2
x 4 －x 1 x 5 －x 2 x 6 －x 3 点间的时间间隔)，求出 a1＝ 2 、 a2＝ 2 、 a3＝ 2 ，再算 3T 3T 3T
D．依次算出通过连续两个计数点间的加速度，算出平均值作为
小车的加速度 【名师点金】任何测量结果都存在误差，为减小偶然误差采取 多次测量的方法，并且采用逐差法或图象法处理数据． 【规范全解】因为测量的数据可能有一些存在着较大的偶然误 差，A、D都不行．而方法C作出图象，就尽量地减小了偶然误差，是 可行的．α 角的大小与坐标轴的单位、刻度有关，方法B不行．
)
6
0.6 138.0
2
0.2 62.0
3
0.3 81.0
4
0.4 100.0
5
0.5 118.0
A．根据任意两个计数点的速度，用公式a＝
算出加速度
B．根据实验数据画出v－t图象，量出其倾角α ，由公式a＝tan
α 算出加速度
C．根据实验数据画出v－t图象，由图线上相距较远的两点所对 应的速度，用公式 算出加速度
的测量误差)．
4．测量计数点间距离时，应从所标出的0、1、2、3…中的 0点开始，分别测出0～1、0～2、0～3…之间的距离，然后计算
0～1、1～2、2～3…间的距离分别表示为x1、x2、x3…，这样可以
减小因测量带来的偶然误差．
5．小车运动中受摩擦力影响产生误差． 六、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 2．应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用
位置编号 0 1 2 3 4 5 6
t/s d/m x/m v/(m·s－1)
(5)计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3…. (6)利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速 度，求出各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的表格中.
(7)增减所挂钩码数，重复两次实验．
2．数据处理
2．有效数字应注意以下几点：
(1)有效数字的位数从第一个不为零的数字到最后一位数字(包 括零)，且有效数字的位数与小数点的位置无关． (2)有效数字计算时只保留一位不可靠数字并通常采用四舍五入 法．
(3)如常数
、π 等的有效数字为无限位，可根据具体问题
适当选取，一般比测量值的有效数字多一位．
综上所述，有效数字的位数是有重要意义的，不能随便增加 或减少，实验时读数和记录应特别注意．另外，除测量时要按照
(1)由实验数据得出v－t图象
①根据表格中的v、t数据，在平面直角坐标系中仔细描点， 如图所示．可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在 一条直线上．
②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线
上，落不到直线上的点应均匀分布在直线的两侧．这条直线就是 本次实验的v－t图象，它是一条倾斜的直线．
有④相同的倾向性，即总是⑤偏大或偏小．
③减小系统误差的方法：改善实验原理(例如用伏安法测电阻，
测前要考虑电流表是内接还是外接，测后要加以修正)；提高实验仪
器的测量精度(例如测金属丝的直径要用螺旋测微器，使用电流表、 电压表尽量用量程小的)；改善实验条件和实验环境等等．
(2)偶然误差
①产生的原因：偶然误差主要是由于各种偶然因素引起的． ②特点：有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会均等． ③减小偶然误差的方法：多次测量⑥求平均值． 2．测量误差按分析数据可分为绝对误差和相对误差两类． 绝对误差是测量值与真实值之差，它反映测量值偏离真实值的 大小，它表示一个测量结果的可靠程度，但在比较不同测量对象时 则不适用．