第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究

復(fù)習(xí)：勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律公式特點(diǎn)vt＝v0＋at不含s不含vtvt2－v02＝2as不含t不含a1、基本公式如何判斷物體的運(yùn)動(dòng)是不是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是恒量即s2－s1＝s3－s2……＝aT2.

Δs＝aT2為恒量，這是物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的必要條件。也是判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的依據(jù)．第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)

的實(shí)驗(yàn)探究

一、認(rèn)識(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2．工作原理(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點(diǎn)計(jì)時(shí)的一種儀器．當(dāng)接在4—6V的低壓交流電源上時(shí)，線圈的磁場(chǎng)方向周期性改變，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動(dòng)起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)而打點(diǎn)，這時(shí)如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡．振片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s.(2)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上打出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器．當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡．當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s.3．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較類型比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源打點(diǎn)方式時(shí)間間隔實(shí)驗(yàn)誤差4～6V低壓交流220V交流振針打點(diǎn)電火花打點(diǎn)每隔0.02s打一次點(diǎn)每隔0.02s打一次點(diǎn)振針和紙帶接觸會(huì)影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較大火花放電不會(huì)影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較小

1.對(duì)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的有關(guān)說法中，正確的是(

)A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電B．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉【解析】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙，電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉，所以C、D錯(cuò)誤．【答案】

AB用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器探究沿斜面下滑的小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)

1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會(huì)用打上點(diǎn)的紙帶

研究物體的運(yùn)動(dòng)。2.掌握判斷物體是否做勻變速運(yùn)動(dòng)的方法。3.測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、墊片、長木板、刻度尺、導(dǎo)線等。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定住長木板的一端，并用墊片墊高次端，試木板傾斜，如圖3-15所示2、連接好打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電路，（注意此過程中要斷開開關(guān)）1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定住長木板的一端，并用墊片墊高次端，試木板傾斜，如圖3-15所示3、將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連接在小車后面，并使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器4、閉合電路開關(guān)，然后釋放小車，打完紙帶后立即關(guān)閉電源5、更換紙帶，重復(fù)操作三次6、選擇一條點(diǎn)跡最清晰的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)，找一適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)作為開始點(diǎn)，選擇相隔0.1s的若干個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行長度測(cè)量，并將數(shù)據(jù)填入設(shè)計(jì)好的表格中四、注意事項(xiàng)1．開始釋放小車時(shí)，應(yīng)使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器位置．2．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后，再釋放紙帶．3．打點(diǎn)完畢，立即斷開電源4．如打出的點(diǎn)較輕或是短線時(shí)，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰．適當(dāng)舍棄開頭密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)有區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T.6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個(gè)位置，以保證打點(diǎn)清晰7.測(cè)位移時(shí)不要分段測(cè)量，讀數(shù)時(shí)要注意有效數(shù)字的要求。

1、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)數(shù)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是()A、時(shí)間間隔 B、位移 C、加速度 D、平均速度2、一學(xué)生在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)數(shù)器時(shí)，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是短線，這可能是因?yàn)?)A、打點(diǎn)計(jì)數(shù)器錯(cuò)接在直流電源上； B、電源電壓不穩(wěn)定；C、電源的頻率不穩(wěn)定； D、振針壓得過緊。ABD

3、本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的是（）A、每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔

為0.10s；B、每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔

為0.08s；C、每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為

0.10s；D、每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔

為0.08s；BC

4、某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí),得到如圖所示的紙帶,他舍棄密集點(diǎn)后,從O點(diǎn)開始如圖所示選取計(jì)數(shù)點(diǎn),則每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為______秒。ABCDE00.06

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)之間的距離，若Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝…＝常數(shù)，即若兩連續(xù)相等的時(shí)間間隔里的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)為勻變速運(yùn)動(dòng)。123450S1S2S3S4S51、判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)？五、數(shù)據(jù)處理【例1】某同學(xué)在研究小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題1：小車做什么運(yùn)動(dòng)？ 解析：因?yàn)橄噜彽奈灰浦睿处＝BC－AB＝CD－BC＝DE－CD＝EF－DE＝常數(shù)所以小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．2、求小車運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻的瞬時(shí)速度：GFEDABC需測(cè)量的量：所選取的兩點(diǎn)間的位移S1、S2、S3、S4、S5、S6用刻度尺量出關(guān)系式：同理可以求出C、D、E、F、G的瞬時(shí)速度【例1】某同學(xué)在研究小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題2：試計(jì)算vB、vC、vD、vE各點(diǎn)的瞬時(shí)速度多大？解析：由圖可知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T＝2×0.02s＝0.04s，由求瞬時(shí)速度的方法可得3、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求加速度由Δs＝aT2得S2-S1=a1T2s3-s2=a2T2s4-s3=a3T2s5-s4=

a4T2s6-s5=

=a5T2

不好的方法逐差法：s4-s1=3a1T2s5-s2=3a2T2s6-s3=3a3T2ABCDEFGABCDEFG（1）“逐差法”求加速度GFEDABC（2）“v－t圖象法”求加速度由可求得物體在打A點(diǎn)，B點(diǎn)，C點(diǎn)……的瞬時(shí)速度再作出v－t圖象，圖線的斜率即為該物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度．注：A點(diǎn)，B點(diǎn)，C點(diǎn)……為計(jì)數(shù)點(diǎn)注意：1、在坐標(biāo)紙上畫v-t圖象時(shí)，坐標(biāo)軸單位長度的選取要合適，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積上．2、分析v－t圖象，小車運(yùn)動(dòng)的加速度數(shù)值上等于v－t圖線的斜率，即Δv/Δt【例1】某同學(xué)在研究小車的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，獲得一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，該同學(xué)選擇了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題3：計(jì)算小車的加速度多大？解析：畫v－t圖象，如圖所示，描點(diǎn)、擬合得到直線，BCDE由圖象可得a＝2.0m/s2二、頻閃照相法及其應(yīng)用頻閃照相法是一種利用照相技術(shù)，每間隔一段時(shí)間曝光一次，從而形成間隔相同時(shí)間的影像的方法．在頻閃照相中會(huì)用到頻閃燈(右圖)，它每隔相等時(shí)間閃光一次，例如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次．當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，利用頻閃燈照明，照相機(jī)可以拍攝出

頻閃照相與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄的信息相比較，頻閃照相是如何記錄時(shí)間信息和位移信息的呢？100000000頻閃燈的閃光頻率相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率，而相同時(shí)間出現(xiàn)的影像相當(dāng)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)，因此頻閃照片記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。利用頻閃照片求物體的速度和加速度，與同紙帶的處理方法相同。現(xiàn)在你明白了嗎？【例2】小球作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻閃照片如圖所示，已知頻閃周期T＝0.1s，小球相鄰位置間距分別為OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A時(shí)的速度大小vA＝________m/s.小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小a＝________m/s2.0.6050.900三、科學(xué)探究研究物體僅在重力作用下是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源、鐵架臺(tái)、紙帶、復(fù)寫紙、重物、刻度尺實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)裝置圖：～學(xué)生電源實(shí)驗(yàn)步驟：1、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺(tái)上，連接好電路。2、將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。3、用手握住紙帶，讓重物靜止并靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，先接通電源，然后放開紙帶，讓重物自由下落。4、更換紙帶，重復(fù)2、3步。5、選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，標(biāo)記上