實驗一研究勻變速直線運動

實驗一研究勻變速直線運動一、實驗?zāi)康?．掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法2．會利用紙帶測定勻變速直線運動的速度和加速度要點歸納一、實驗裝置與器材打點計時器：1．作用：計時儀器，每隔s打一次點50HZ電源）。2．工作條件(1)電磁打點計時器：6V以下電源．(2)電火花計時器：V電源．3．紙帶上點的意義(1)表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置；(2)通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況．二、實驗原理1．判斷物體運動情況(1)如果x1＝x2＝x3＝…，則物體做運動．(2)如果x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝k(常數(shù))，則物體做運動．2．“平均速度法”求瞬時速度即vn=,如圖1所示.圖圖13.逐差法”求加速度,即a1=,然后取平均值,即,這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用,以提高準(zhǔn)確性.三、實驗過程把一端附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面；把打點計時器固定在長木板上遠離滑輪的一端，連接好電路；把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；接通電源，然后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打完后關(guān)閉電源；多打幾條紙帶．四、紙帶處理從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標(biāo)明0、1、2、3、4…，測量各計數(shù)點到0點的距離d，計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離x1、x2、x3…，求出各計數(shù)點的速度vn，由vn數(shù)據(jù)作出v－t圖象．五、注意事項1．開始釋放小車時，應(yīng)使小車打點計時器．2．應(yīng)該先，再，當(dāng)小車到達滑輪前及時用手按住．3．先斷開電源，再取下紙帶．4．對于電磁打點計時器，如打出的點較輕或是短線時，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，是指紙帶上的點跡，適當(dāng)舍棄點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少．6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個位置，以保證打點清晰(注意此項只對于電磁打點計時器)．7．不要分段測量各段位移，應(yīng)一次測出各計數(shù)點與第0個計數(shù)點的距離，再逐個計算x1、x2、x3…，讀數(shù)時應(yīng)估讀到0.1mm.8．盡可能保證小車做勻加速直線運動的方法是：(1)細繩盡可能與板面保持平行；(2)滑輪和車輪靈活；(3)長木板表面粗糙程度、紙帶與打點計時器之間的摩擦基本保持一致．六、誤差分析1．小車拉著紙帶所做的加速運動中加速度不恒定，這樣測量得到的加速度只能是所測量段的平均加速度．2．紙帶運動時打點不穩(wěn)定引起測量誤差．3．紙帶上計數(shù)點間距離測量帶來偶然誤差(如距離較小時的測量誤差)．4．計數(shù)點間距離測量應(yīng)從所標(biāo)出的0、1、2、3…中的0點開始，分別測出0～1、0～2、0～3…之間的距離，然后計算0～1、1～2、2～3…間的距離分別表示為x1、x2、x3…，這樣可以減小因測量帶來的偶然誤差．5．小車運動中所受摩擦力變化產(chǎn)生誤差．預(yù)習(xí)自測1.在“研究勻變速直線運動”的實驗中,下列方法中有助于減少實驗誤差的是()A.選取計數(shù)點,把每打5個點的時間間隔作為一個時間單位B.使小車運動的加速度盡量小些C.舍去紙帶上開始時密集的點,只利用點跡清晰、點間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算D.適當(dāng)增加掛在細繩下鉤碼的個數(shù)2.在一次實驗中,某同學(xué)不知道所使用的交流電源的實際頻率已超過50Hz,那么,他計算出來的加速度值與真實值相比 ()A.偏大 B.偏小C.相等 D.不能確定C案例1.在“研究勻變速直線運動的規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車做勻變速運動的紙帶如圖1－4－3所示，在紙帶上選擇6個計數(shù)點A、B、C、D、E、F，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，其他各點到A點的距離依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.(1)根據(jù)學(xué)過的知識可以求出小車在B點的速度為vB＝____m/s，CE間的平均速度為________m/s；(2)以打B點時為計時起點，建立v－t坐標(biāo)系如圖1－4－4所示，請在圖中作出小車運動的速度與時間的關(guān)系圖線；3)根據(jù)圖線可得小車運動的加速度為__________m/s2.4)將圖線延長與縱軸相交，交點的速度大小是______cm/s，此速度的物理意義是__________.例2．在“研究勻變速直線運動的規(guī)律”的實驗中，用打點計時器記錄紙帶運動的時間，計時器所用電源的頻率為50Hz，圖1－4－5為小車帶動的紙帶上記錄的一些點，在每相鄰兩點間都有四個點未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5六個點，用米尺量出1、2、3、4、5點到0點的距離如圖所示．(1)小車做什么運動？(2)若小車做勻變速直線運動，那么當(dāng)打第3個計數(shù)點時小車的速度為多少？小車的加速度為多少？A案1.一個小球沿斜面向下運動,用每間隔1/10s曝光一次的頻閃相機拍攝不同時刻小球位置的照片,如圖15所示,即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個小球的像之間的時間間隔為1/10s,測得小球在幾個連續(xù)相等時間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)如下表所示：圖圖15x1(cm)x2(cm)x3(cm)x4(cm)8.209.3010.4011.501)小球在相鄰的相等時間內(nèi)的位移差(填“相等”或“不相等”）,小球運動的性質(zhì)屬直線運動.(2)有甲、乙兩同學(xué)計算小球加速度的方法如下：甲同學(xué):a1=乙同學(xué)：a1=你認為甲、乙中兩位同學(xué)的計算方法更準(zhǔn)確的是,加速度值為.2．(2010·重慶高考)某同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz.在紙帶上打出的點中，選出零點，每隔4個點取1個計數(shù)點，因保存