練習(xí)151研究勻變速運(yùn)動(dòng)

1、練習(xí)15-1 研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 日期 重點(diǎn)內(nèi)容1實(shí)驗(yàn)?zāi)康木毩?xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，會(huì)通過紙帶點(diǎn)跡的間隔特點(diǎn)分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，并計(jì)算物體的瞬時(shí)速度和加速度。2實(shí)驗(yàn)原理物體帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上每經(jīng)過0.02s打出一個(gè)點(diǎn)。由平均速度公式可知，當(dāng)t很小時(shí)可將這一平均速度近似視作物體的瞬時(shí)速度。用刻度尺測(cè)量出紙帶上與某點(diǎn)前后相鄰的兩點(diǎn)距離，除以發(fā)生這段位移的時(shí)間，即可求出該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體，經(jīng)過連續(xù)相等時(shí)間間隔T的位移之差等于常數(shù)。若在誤差范圍內(nèi)各相鄰兩段等時(shí)間間隔的位移差相等，即可判斷物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，并由上述公式求出加速度。

2、3實(shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、導(dǎo)線、長(zhǎng)木板、小車、鉤碼、紙帶、刻度尺、細(xì)線。4實(shí)驗(yàn)步驟（1）按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)器材。（2）先接通電源，使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作，再釋放小車。重復(fù)幾次打出多條紙帶。（3）選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶準(zhǔn)備數(shù)據(jù)分析。（4）整理儀器并放回原處。5數(shù)據(jù)處理在打出的紙帶上，舍去開始點(diǎn)跡較密的一段，每5個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）標(biāo)記一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，并注明O、A、B、C、D、E。用刻度尺測(cè)量O點(diǎn)分別到A、B、C、D、E各點(diǎn)的距離d1、d2、d3、d4、d5，并計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1=d1、s2= d2-d1、s3= d3-d2、s4= d4-d3、s5= d5-d4。比較各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離差sn-

3、sn-1是否在誤差允許范圍內(nèi)相等，判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)可求出各點(diǎn)的瞬時(shí)速度，例如打出B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為：。也可求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度：（其中T=0.02s×5=0.1s）。此外，在求出各點(diǎn)瞬時(shí)速度后也可繪制v-t圖像，通過計(jì)算圖像的斜率求解物體的加速度。 OABCDEF6d1d2d3d4d5d6s1 s2 s3 s4 s5 s6 6注意事項(xiàng)（1）在用刻度尺測(cè)量各點(diǎn)距離時(shí)，應(yīng)有統(tǒng)一的測(cè)量起點(diǎn)，即先測(cè)量出各段dn，再計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離sn，這樣可以減小誤差。（2）在求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，用該點(diǎn)前后相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離計(jì)算即可。若物體做勻變速運(yùn)動(dòng)，首尾兩點(diǎn)的瞬時(shí)

4、速度可以在計(jì)算出加速度后，由速度公式求出，例如：。（3）在計(jì)算加速度時(shí)，紙帶上若沒有標(biāo)出F點(diǎn)，即s6未知，則通常舍去s1，用下列公式計(jì)算：，舍去s1可以減小由長(zhǎng)度測(cè)量引起的誤差。如果由于某種原因C點(diǎn)未打出來，即s3、s4未知，則可以采用下面的方法計(jì)算加速度：。此外，一般不采用在計(jì)算出B、C點(diǎn)的速度后利用計(jì)算加速度的方法，這樣做誤差往往較大。7誤差分析本實(shí)驗(yàn)的誤差主要是長(zhǎng)度測(cè)量產(chǎn)生的偶然誤差。此外，若交流電源的頻率不穩(wěn)定也會(huì)出現(xiàn)誤差。例如，當(dāng)交流頻率大于50Hz時(shí)仍然以50Hz計(jì)算速度或加速度，會(huì)使計(jì)算結(jié)果偏小。8其他說明電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V的低壓交流電源，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓為交流

5、220V，它們的工作頻率均為50Hz。在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源再釋放小車打出紙帶。針對(duì)練習(xí)ABCDE03.106.5010.2014.201某次實(shí)驗(yàn)紙帶記錄如圖所示，B、C、D、E各點(diǎn)至A點(diǎn)的距離經(jīng)測(cè)量已標(biāo)在紙帶上（以cm為單位），相鄰兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)之間還有四個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。交流電的頻率是f=50Hz，那么紙帶反映的是物體在做 （填：“勻速”或“勻加速”）直線運(yùn)動(dòng)，判斷依據(jù)是 。 求C點(diǎn)時(shí)速度的公式為 ，C點(diǎn)速度的大小為vC = m/s。1答案：勻加速；Ds = BC -AB = CD BC = DE CD；0.36 m2在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一條紙帶如圖所示，條紙上只畫出

6、了幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間均有三個(gè)點(diǎn)未畫出，圖中還標(biāo)出了其中兩段距離的大小，由此可知小車的加速度大小是 m/s2。在小車拖著紙帶打第2點(diǎn)時(shí)的速度大小為 m/s。02.607.401234cm2答案：2.5；0.6250.63。提示：；1.001.101.301.201.401.501.6001234567v/ms-1t/×0.02sABCDEO3一位同學(xué)做測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率是50Hz，在實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶。他把一個(gè)點(diǎn)記作O，再選連續(xù)的6個(gè)點(diǎn)作測(cè)量點(diǎn)，分別標(biāo)以A、B、C、D、E，如圖所示。（1）如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)距離為2.70cm

7、，D、E兩點(diǎn)距離2.90cm，則小車在打D點(diǎn)時(shí)的速度是vD = m/s。（2）如果該同學(xué)分別算出小車打各個(gè)點(diǎn)的速度，然后把數(shù)據(jù)標(biāo)示在v-t條圖上，如圖所示。則由此圖可求得小車的加速度a = m/s2。3答案：1.40；4.88。小車打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶接電源4打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接“6V，50Hz”的交流電源，打點(diǎn)周期是 s。通過打點(diǎn)的紙帶測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的加速度，但是實(shí)驗(yàn)時(shí)電路中交流電的頻率低于50Hz，而在實(shí)驗(yàn)過程中仍按頻率等于50Hz進(jìn)行計(jì)算。測(cè)量出的加速度值比物體的實(shí)際加速度值 （填“偏大”、“偏小”）。 4答案：0.02；偏大。5探究小車在斜面上的運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：a安裝好實(shí)驗(yàn)器材。b接通電

8、源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的點(diǎn)開始，每?jī)蓚€(gè)打點(diǎn)間隔取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖中0、1、2、6點(diǎn)所示。 0123456789101112131441516171819200123456S1S2S3S4S5S6c測(cè)量1、2、3、6計(jì)數(shù)點(diǎn)到0計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，分別記做：S1、S2、S3S6。d通過測(cè)量和計(jì)算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 e分別計(jì)算出S1、S2、S3S6與對(duì)應(yīng)時(shí)間的比值。 f以為縱坐標(biāo)、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對(duì)應(yīng)時(shí)間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出-t圖線。結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù)：實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺(tái)、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有 和 。（填選項(xiàng)代號(hào)）A電壓合適的50Hz交流電源 B電壓可調(diào)的直流電源 C刻度尺 D秒表 E天平 F重錘St/cms-1t/×0.01s10203040506070800510152025 0123130125將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，0、1、2、5計(jì)數(shù)點(diǎn)所在的位置如圖13所示，則S2= cm，S5= cm。該同學(xué)在圖中已標(biāo)出1、3、4、6計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出-t圖線。根據(jù)-t圖線判斷，在打0