勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的實驗探究

1、1. 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?. 實驗原理實驗原理 （1）判斷）判斷物體物體是否是否做勻變做勻變速速直直線線運(yùn)動運(yùn)動 設(shè)紙帶上相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的距離設(shè)紙帶上相鄰兩計數(shù)點(diǎn)之間的距離別是別是x1、x2、x3若若有有: x=x2-x1=3-x2=x-x3=常數(shù)常數(shù),則與紙帶相連則與紙帶相連的物體的物體做勻變速直線運(yùn)動做勻變速直線運(yùn)動 （2）求物體運(yùn)動速度）求物體運(yùn)動速度 如圖，則如圖，則vA=(s3+s)/2T2. 實驗原理實驗原理 （3）求物體的加速度）求物體的加速度 逐差法逐差法 取取 ， ，1233aaaa其平均值其平均值 即為所即為所求求的加速度。的加速度。 41123ssaT52223ssaT6

2、3323ssaT2. 實驗原理實驗原理 v-t圖法：即圖法：即先根據(jù)先根據(jù)vn= 求出求出打第打第n點(diǎn)時紙帶點(diǎn)時紙帶的瞬時速度，后的瞬時速度，后作出作出v-t圖線，圖線，圖線的斜率即為圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速物體運(yùn)動的加速度。度。3. 實驗器材: 電火花打點(diǎn)計時器或電磁打點(diǎn)計時器電火花打點(diǎn)計時器或電磁打點(diǎn)計時器 一端附有滑輪的長木板一端附有滑輪的長木板 小車小車 紙帶紙帶 鉤碼鉤碼 刻度尺刻度尺 導(dǎo)線導(dǎo)線 電源電源 4. 實驗步驟 （1）把一端附把一端附有滑輪的長木有滑輪的長木板平放在實驗板平放在實驗桌上，并使滑桌上，并使滑輪伸出桌面，輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器把打點(diǎn)計時器固定在長木板固定在

3、長木板上遠(yuǎn)離滑輪的上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好一端，連接好電路。電路。 (2) 把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊拴上合適的鉤碼滑輪，下邊拴上合適的鉤碼.把紙帶穿過把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把紙帶的一端固定在小打點(diǎn)計時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面車的后面. (3) 把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一列小動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)點(diǎn). 換上新紙帶，重復(fù)三次換上新紙帶，重復(fù)三次.4. 實驗步驟 （4）從三條紙帶中選擇一條比

4、較理想的，舍）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的掉開頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個開始點(diǎn)。為了測量方便和減小誤差，地方找一個開始點(diǎn)。為了測量方便和減小誤差，以后依次每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，周期為以后依次每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，周期為T=0.025=0.1s。確定好計數(shù)始點(diǎn)并標(biāo)明確定好計數(shù)始點(diǎn)并標(biāo)明0,1,2,3,4.,測量各計數(shù)點(diǎn)到測量各計數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離x。4. 實驗步驟4. 實驗步驟 （5）測出六段位移）測出六段位移x1、x2、x3、x4、x5。并記錄填入如下表格中并記錄填入如下表格中4. 實驗步驟 （6）根據(jù)測量結(jié)果，利用）根據(jù)

5、測量結(jié)果，利用“實驗原理實驗原理”中給中給出的公式算出加速度出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：的值。注意：T=0.1s。 （7）求出）求出a1、a2、a3的平均值，它就是小車的平均值，它就是小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度。把計算的結(jié)果做勻變速直線運(yùn)動的加速度。把計算的結(jié)果填入下表填入下表1中小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度中小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度a= _5. 注意事項注意事項 (1) 交流電源的電壓及頻率要符合要求交流電源的電壓及頻率要符合要求. (2) 要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定度和清晰度要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定度和清晰度 (3) 開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計時

6、器點(diǎn)計時器. (4) 先接通電源，待打點(diǎn)計時器打點(diǎn)穩(wěn)先接通電源，待打點(diǎn)計時器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放小車定后，再釋放小車. 小車停止運(yùn)動時即小車停止運(yùn)動時即時斷電；時斷電； 在小車到達(dá)滑輪前用手按住它或放置在小車到達(dá)滑輪前用手按住它或放置泡沫塑料檔板，防止車掉在地上或撞壞泡沫塑料檔板，防止車掉在地上或撞壞滑輪滑輪. (5) 小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，小車另一端所掛的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，避免加速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，避免加速度過大而使紙帶上打的點(diǎn)太少，或者加速度太小，使或者加速度太小，使打點(diǎn)過于密集打點(diǎn)過于密集. (6) 理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰. 適當(dāng)

7、舍棄適當(dāng)舍棄開頭開頭密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(diǎn)點(diǎn)(計數(shù)點(diǎn)和計時點(diǎn)有區(qū)別計數(shù)點(diǎn)和計時點(diǎn)有區(qū)別)，弄清楚所，弄清楚所選的時間間隔選的時間間隔T. (7)測測x時不要分段測量，計算時不要分段測量，計算a要用逐差要用逐差法以減小誤差。法以減小誤差。5. 注意事項注意事項 6.數(shù)據(jù)處理及結(jié)論數(shù)據(jù)處理及結(jié)論 根據(jù)表格中的數(shù)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在平面直角據(jù)，在平面直角坐標(biāo)系中仔細(xì)描坐標(biāo)系中仔細(xì)描點(diǎn)，如圖可看出，點(diǎn)，如圖可看出，對于每次實驗，對于每次實驗，描出的幾個點(diǎn)大描出的幾個點(diǎn)大致落在同一條直致落在同一條直線上。線上。（1）由實驗數(shù)據(jù)得）由實驗數(shù)據(jù)得v-tv-t圖像圖像6. 數(shù)據(jù)處理及結(jié)

8、論數(shù)據(jù)處理及結(jié)論做一條直線使同一次實驗做一條直線使同一次實驗得到的各點(diǎn)盡量落到這條得到的各點(diǎn)盡量落到這條直線上，這條直線就是本直線上，這條直線就是本次試驗的次試驗的v-tv-t圖像圖像（2）由）由v-tv-t圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動的圖像進(jìn)一步得出小車運(yùn)動的速度隨時間變化的規(guī)律速度隨時間變化的規(guī)律 6. 數(shù)據(jù)處理及結(jié)論數(shù)據(jù)處理及結(jié)論結(jié)論：小車的速度隨時結(jié)論：小車的速度隨時間均勻變化間均勻變化7.例題分析例題分析 【例題【例題1】在】在“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實驗中，所用打點(diǎn)計時器電源的頻率為的實驗中，所用打點(diǎn)計時器電源的頻率為50Hz，圖為一次實驗得到的一條紙帶

9、，紙帶，圖為一次實驗得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出，按上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出，按時間順序取時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點(diǎn)，六個計數(shù)點(diǎn)，用米尺量出用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如點(diǎn)的距離如圖所示（單位：圖所示（單位：cm）。）。 由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點(diǎn)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點(diǎn)4所代表時刻的即時速度大所代表時刻的即時速度大小小v4_ms，小車的加速度大小，小車的加速度大小a_ms2。解析解析: (1) 第四個記數(shù)點(diǎn)在第四個記數(shù)點(diǎn)在3到到5的中間時刻的中間時刻,根根據(jù)中間時刻的速度等于這段時間的平均據(jù)中間時刻的速度等于這段時間的平均速度速度534352ddvvT或或454352ssvvT解得解得v4=0.405m/sT=0.025=0.1 s解析解析: s1=d1=1.40cm s2=d2d1=(3.551.40) cm=2.15cm s3=d3d2=(6.453.55) cm=2.90cm s4=d4d3=(10.156.45) cm=3.70cm s5=d5d4=(14.5510.15) cm=4.40cm s6=d6d5=(19.7014.55) cm=5.15cmT=0.025=0.1 s