2012屆高三物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案
一、運(yùn)動(dòng)的描述（4）
【課 題】實(shí)驗(yàn)：探究速度隨時(shí)間的變化規(guī)律
【導(dǎo)學(xué)目標(biāo)】
1、了解游標(biāo)卡尺的原理，并會(huì)正確運(yùn)用和讀數(shù)。
2、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)。
3、學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定即時(shí)速度和加速度。
【知識(shí)要點(diǎn)】
一、實(shí)驗(yàn)誤差
1．誤差：測(cè)量值與真實(shí)值的 叫做誤差．
2．系統(tǒng)誤差和偶然誤差
①系統(tǒng)誤差：由于儀器本身不精確、或?qū)嶒?yàn)方法粗略或?qū)嶒?yàn)原理不完善而產(chǎn)生的．
②偶然誤差：由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者、測(cè)量?jī)x器、被測(cè)物理量的影響而產(chǎn)生的．
3．絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差
①絕對(duì)誤差：測(cè)量值與真實(shí)值之差（取絕對(duì)值）。
②相對(duì)誤差：等于絕對(duì)誤差與真實(shí)值之比（通常用百分?jǐn)?shù)表示）。
二、有效數(shù)字
1．帶有一位不可靠數(shù)字的近似數(shù)字叫有效數(shù)字。（因?yàn)闇y(cè)量總有誤差，測(cè)得的數(shù)值只能是近似數(shù)字，如用毫米刻度尺量得某書(shū)本長(zhǎng)184. 2 mm，最末一位數(shù)字“2"是估計(jì)出來(lái)的，是不可靠數(shù)字，但仍有意義，一定要寫(xiě)出來(lái)）．
2．有效數(shù)字的位數(shù)是從左往右數(shù)，從第一個(gè)不為零的數(shù)字起，數(shù)到右邊最末一位估讀數(shù)字止。
三、游標(biāo)卡尺
游標(biāo)尺精度
(mm)測(cè)量結(jié)果(游標(biāo)尺第n條刻度線與主尺上的某條刻度線對(duì)齊)
格數(shù)刻度
總長(zhǎng)每小格與1mm相差
109mm0.1mm0.1主尺mm數(shù)+0.1n
2019mm0.05mm0.05主尺mm數(shù)+0.05n
5049mm0.02mm0.02主尺mm數(shù)+0.02n
1．結(jié)構(gòu)：游標(biāo)卡尺的構(gòu)造如下圖所示，它的左測(cè)量爪固定在主尺上并與主尺垂直．右測(cè)量爪與左測(cè)量爪平行，固定在游標(biāo)尺上，可以隨同游標(biāo)卡尺一起沿主尺滑動(dòng)．
2．原理及讀數(shù)方法：
游標(biāo)卡尺的讀數(shù)=主尺上讀數(shù)+標(biāo)尺上對(duì)齊的格數(shù)×精確度；
常見(jiàn)游標(biāo)卡尺的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：
四．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），因此，紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。
五．由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法
如圖所示，0、1、2……為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、……為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)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)。
3．由紙帶求物體運(yùn)動(dòng)加速度的方法
（1）用“逐差法”求加速度：
根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔），求出 、 、 ，再算出a1、a2、a3的平均值，即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。
（2）用v-t圖法：
先根據(jù) ，求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運(yùn)動(dòng)的加速度。
【典型剖析】
[例1] 用毫米刻度尺測(cè)量某一物體的長(zhǎng)度為12.6mm。若物體的實(shí)際長(zhǎng)度為12.4mm，則絕對(duì)誤差△x= mm，相對(duì)誤差η= 。
[例2] 讀出如圖所示游標(biāo)尺的讀數(shù)．
[例3] （啟東08屆高三調(diào)研測(cè)試）在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50Hz的低壓交變電源上。某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出）．從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開(kāi)分成五段（分別為a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線，從而求出加速度的大小．
（1）請(qǐng)你在xoy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線(作答在右圖上)，并指出哪個(gè)軸相當(dāng)于v軸？答： ；
（2）從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，為求出0.15s時(shí)刻的瞬時(shí)速度，需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度？答： ；
（3）若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2.0cm，e段紙帶的長(zhǎng)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(lián)考）某同學(xué)用如圖所示裝置測(cè)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(diǎn)為0號(hào)計(jì)數(shù)點(diǎn)，然后每3個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以測(cè)量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號(hào)如題圖所示。
該同學(xué)用兩種方法處理數(shù)據(jù)(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)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(shí)驗(yàn)裝置看,該同學(xué)所用交流電的電壓為_(kāi)_____伏特,操作步驟中釋放紙帶和接通電源的先后順序應(yīng)該是______________________。
（2）從數(shù)據(jù)處理方法看，在S1、S2、S3、S4、S5、S6中，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)的________(系統(tǒng)或偶然)誤差。
（3）本實(shí)驗(yàn)誤差的主要來(lái)源有：______________________________（試舉出兩條）。
【訓(xùn)練設(shè)計(jì)】
1、如圖所示為測(cè)量一金屬筒時(shí)刻度尺示數(shù)的示意圖，該金屬筒長(zhǎng)度為 cm.
2、（1）某游標(biāo)卡尺兩測(cè)腳緊靠時(shí)如圖甲所示，測(cè)物體長(zhǎng)度時(shí)如圖乙所示，則該物體的長(zhǎng)度是_______________mm。
（2）新式游標(biāo)卡尺的刻線看起來(lái)很“稀疏”，使得讀數(shù)顯得清晰明了，便于使用者正確讀取數(shù)據(jù)．通常游標(biāo)卡尺的刻度有10分度、20分度、50分度三種規(guī)格；新式游標(biāo)卡尺也有相應(yīng)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(biāo)卡尺為例，如圖所示．
①它的準(zhǔn)確度是_ __mm；
②用它測(cè)量某物體的厚度，示數(shù)如圖所示，正確的讀數(shù)是_ _cm．
3、如圖為用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量物體長(zhǎng)度時(shí)的讀數(shù)，由于遮擋，只能看見(jiàn)游標(biāo)的后半部分，這個(gè)物體的長(zhǎng)度為 mm．
4、如圖為物體運(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S1=7.05cm、S2=7.68cm、S3=8.33cm、S4=8.95cm、S5=9.61cm、S6=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_(kāi)____________，加速度的大小是_______m/s2。（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。


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