用打点计时器测匀变速直线运动的加速度.ppt

用打点计时器测匀变速直线运动的加速度,一.电磁打点计时器和电火花计时器,1.构造,2.使用,二.用打点计时器测匀变速直线运动的加速度,用打点计时器研究匀变速直线运动,纸带如图所示。,用打点计时器研究匀变速直线运动的计算公式,(1)加速度的计算公式,(2)中间时刻的瞬时速度计算公式,打点计时器纸带分析,S=aT2,逐差法求加速度,S4 - S1 = S4 S3 + S3 S2 + S2 - S1 = 3a1T2,S5 - S2 = 3a2T2,S6 - S3 = 3a3T2,a= (a1+a2+a3) 3 =(S4+S5+S6 )- (S1+S2+S3 ) (3T)2,逐差法的实质是将 纸带分为两大段处理。,利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如,测定匀变速直线运动的加速度,纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、，这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 ,利用s1、s2、s3 可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。,利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：,“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则,利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如,利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。,例1.电磁打点计时器是一种使用_（填“高”或“低”）压交流电源的计时仪器；若电源的频率为50z，实验者在处理实验数据时，将每隔4个计时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为_；如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为小于50z，这样计算出的加速度值与真实值相比是_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。,低, 0.08, 偏大（频率变小，则周期变大，由,可知a变小，若仍然按T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏大）。,练习1 在用打点计时器研究匀变速直线运动时，如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量，其主要原因是 A长度测量不精确 B打点计时器打点的间隔不均匀 C运动中受到变化的摩擦力作用 D木板未调成水平,C,例2. 如图所示的部分纸带记录了“测定匀变速直线运动的加速度”实验中实验小车匀加速运动的情况，已知小车运动的加速度a=1.00m/s2，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，AB11.0cm，BC=15.0cm，CD19.0cm，则A与B之间的时间间隔为T= s，当打点计时器打C点时小车的速度是vc= m/s,所以T=0.2s,即: =0.2s,s.,m/s=0.85m/s.,练习2 用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图电源的频率为50Hz，从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点，用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm，E、F两点间距离S2=5.64cm，试写出用S1、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=_，代入数据求出g=_,练习3 图是打点计时器的结构示意图，图中缺少的一个重要部件是_，此实验中若发现打点的痕迹很轻但工作电压正常时，可能采取的措施（按操作的难易程度按先易后难进行填写）是_,永久磁铁；调整振针长度或更换复写纸；或调整振针的固有频率使之与50Hz交变电流产生的策动力共振,例3.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：,（1）计算vF的公式为vF=； （2）根据(1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，,试在图中所给的坐标系中，作出vt图象，并求物体的加速度a=m/s2； （3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比（选填：偏大、偏小或不变）,a=0.4250.005m/s2,偏小,练习4. 某次研究匀变速直线运动的实验中，用打点计时器打出小车带动的纸带 如图，相邻计数点间的距离分别用S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示，计数 点间的时间间隔用T表示，则如下计算小车加速度大小的式子中正确的 是 A(S6-S1)/(5T2) B(S3+S4-S1-S2)/(2T2) C(S5-S2)/(3T2) D(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/(3T2),AC,例4利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如图给出了该次实验中从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点测得：s1140 cm，s2190 cm，s3238 cm，s4288 cm，s5339cm，s6387 cm。,1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1 cms，v2 cms，v3 cms，v 4 cms，v5 cms。作出v-t图象，并由图象求出小车的加速度a cms2。 (2) 利用逐差法求出a cms2,练习5.在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中， (1)测量原理根据的公式是a=_ (2)实验中要用到的器材和测量仪器有 A小车 B一端带滑轮的木板 C打点计时器 D低压交流电源 E小钩码 F秒表 G刻度尺 H纸带 I细绳,A、B、C、D、E、G、H、I,3)某学生在实验中操作有如下步骤，试按合理的顺序把步骤序号填在下面的线上：_ A把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面； B把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并与电源相连接； C换上新纸带，重作两次实验； D把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌边； E先让小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车； F把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上，另一端吊一钩码； G断开电源，取下纸带； H求出三次测量加速度的平均值，作为测量的最后结果,D、B、A、F、E、G、C、H,例5.为了测定汽车在平直公路上启动时的加速度，某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆光的照片，如图示，如果拍摄时每隔2秒爆光一次，汽车车身总长4.5米，那么这辆汽车的加速度约为 A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2,解：,车身长4.5米，占标尺上3小格，,每小格是1.5米，,由图读出第一、第二次闪光 汽车相距,S1=1.58=12米，,第二、第三次闪光汽车相距,S2=1.513.8 = 20.7米,由S= a T2,得 a = （20.7 12）/ 4 = 2.2 m/s2,答： B,例6.利用打点计时器研究一个约1.4m高的商店卷帘窗的运动，将纸带粘在卷帘底部，纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示，数据如表格所示.纸带中