测定匀变速直线运动加速度

1、测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度实验目的实验目的l1.学会使用打点计时器。l2.学会用打点计时器研究匀变速直线运动,掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。l3.学会计算某点的瞬时速度。l4.测定匀变速直线运动的加速度。实验原理实验原理1.打点计时器打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点打一次点. (3)纸带上点的意义纸带上点的意义表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况情况.电磁打点计时器电磁打点计时

2、器实验原理实验原理2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等的时间内的位移分沿直线运动的物体在连续相等的时间内的位移分别为别为x1、x2、x3、x4，若，若x x2x1x3x2x4x3 xnxn-1，则说明物体在做匀变速，则说明物体在做匀变速直线运动，直线运动， 即即 x= aT2实验原理实验原理(1)“平均速度法平均速度法”求瞬时速度，即求瞬时速度，即 3.瞬时速度、加速度的求解方法瞬时速度、加速度的求解方法Txxnn2v1n实验原理实验原理(2)加速度的求解：加速度的求解：1.公式法公式法利用利用或利用或利用tv

3、vtvat02aTx实验原理实验原理(2)“逐差法逐差法”求加速度，即求加速度，即a1 ，a2 ，a3 ，然后取平，然后取平均值，即均值，即 ，这样使所给数据全，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性部得到利用，以提高准确性.x1 x2 x3 x4 x5 x60 1 2 3 4 5 6实验原理实验原理（3）“图像法图像法”求加速度求加速度 由由“平均速度法平均速度法”求出多个点的瞬时速度，求出多个点的瞬时速度，建立坐标系，画出建立坐标系，画出V-T图像，由图线的斜率求出图像，由图线的斜率求出加速度。加速度。实验器材实验器材电火花打点计时器 纸带 交流电源 小车 细绳 一端固定有滑轮的长木板

4、刻度尺 钩码实验装置图实验装置图实验步骤实验步骤l1.将长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。l2.将细绳一端拴在小车上，另一端挂上适当的钩码上，使之跨过滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑动。l3.把纸带穿过打点计时器上，并将一端固定在小车的后面。实验步骤实验步骤l4.把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源,再释放小车,让小车拖着纸带运动。于是,打点计时器就在纸带上打下一系列的点，随后立刻关闭电源。l5.换上新纸带，重复实验三次。注意事项注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2应

5、该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车.3取下纸带前，先断开电源取下纸带前，先断开电源4选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔时间间隔T等于多少秒等于多少秒5要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间个点取一个计数点，即时间间隔为间隔为T0.025 s0.1 s.6在坐标纸上画在坐标纸上画vt

6、图象时，注意坐标轴单位长度的图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内课堂演练课堂演练在“使用打点计时器测加速度”的实验中，除电源、纸带外，还需选用的仪器是()A停表 B刻度尺C速度计 D打点计时器【解析】由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要停表再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计【答案】BD课堂演练课堂演练如下图所示是同一打点计时器打出的如下图所示是同一打点计时器打出的4条纸带，哪条纸带的加速度最大条纸带，哪条纸带的加速度最大()【解析解析】4条纸带的时间间隔相等

7、，其中条纸带的时间间隔相等，其中C、D两条纸带上的点间隔两条纸带上的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为0.A、B两条纸带上的两条纸带上的点间隔在不断增大，且点间隔在不断增大，且A条纸带上的点相邻间距之差较大，故纸带条纸带上的点相邻间距之差较大，故纸带A的的加速度最大加速度最大【答案答案】A典型例题典型例题l某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带上某同学用打点计时器测定加速度，在得到的纸带上选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点选取七个计数点（相邻两个计数点之间还有四个点未画出）未画出）, 如图所示，图中如图所示，图中x1=4

8、.81cm，x2=5.29cm, x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71cm，x6=7.21cm。已知打点计时器所用交流电频率为已知打点计时器所用交流电频率为50Hz，求：，求：（1）判断该物体是否做匀变速直线运动。）判断该物体是否做匀变速直线运动。（2）C、D、E、F四点的瞬时速度。四点的瞬时速度。（3）加速度）加速度a的大小（结果保留两位有效数字）。的大小（结果保留两位有效数字）。A BCDEFGx1x2x3x4x5x6纸带分析纸带分析1：瞬时速度的求解：瞬时速度的求解图中图中x1=4.81cm，x2=5.29cm, x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71c

9、m，x6=7.21cm Vc= VD= VE= VF=smTxx55. 0232A BCDEFGx1x2x3x4x5x6smTxx60. 0243smTxx65. 0254smTxx70. 0265纸带分析纸带分析2：加速度的求解：加速度的求解瞬时速度CDEF（m/s）0.550.600.650.70)(50. 01 . 055. 060. 021smtvvaCD)(50. 01 . 060. 065. 022smtvvaDE)(50.01.065.070.023smtvvaEF纸带分析纸带分析2：加速度的求解：加速度的求解l2.逐差法求加速度（偶数组）l图中图中x1=4.81cm，x2=5.

10、29cm, x3=5.76cm，x4=6.25cm，x5=6.71cm，x6=7.21cm。 x1 = x4 - x1 = 3a1 T2a1 = （x4 - x1 ） / 3 T2 x2 = x5 x2 = 3a2 T2a2 = （x 5 x2 ） / 3 T2 x3 = x6 x3 = 3a3 T2a3 = （x6 x3 ） / 3 T2)(50.02)3()321()654(3)321(2smTxxxxxxaaaaA BCDEFGx1x2x3x4x5x6随堂演练随堂演练在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所

11、用的电源频率为率为50 Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有有4个点未画出按时间顺序取个点未画出按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到出各计数点到0点的距离如图所示点的距离如图所示(单位：单位：cm)在计数点在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v1_m/s，物体，物体的加速度的加速度a_m/s2.(保留两位有效数字保留两位有效数字)该同学在测量的时候没有将计数点该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下

12、来，根据前面的数值可的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点以推算出计数点5到到0点的距离为点的距离为_cm.在在“测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到点到A点的距离依次是点的距离依次是 2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.(1)根据学过的

13、知识可以求出小车在根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为点的速度为vB_m/s.CE间的平均速度为间的平均速度为_m/s；(2)以打以打B点时为计时起点，建立点时为计时起点，建立vt坐标系如下图所示请在图中作出坐标系如下图所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；小车运动的速度与时间的关系图线；(3)根据图线可得小车运动的加速度根据图线可得小车运动的加速度为为_m/s2.二二.误差和有效数字误差和有效数字:1.误差误差(error):测出的数值测出的数值(测量值测量值)与真实值之间的差异叫误差与真实值之间的差异叫误差.系统误差系统误差: 由于仪器本身不精确由于仪器本身不精确,或实验方法粗略或实验方法粗略,或实验或实验原理不完善产生原理不完善产生.特点特点:测量值总是大于测量值总是大于(或小于或小于)真实值真实值减小方法减小方法: 校准测量仪器校准测量仪器,改进实验方法改进实验方法,设计在原理上设计在原理上更完善的实验更完善的实验.产生原因：产生原因：分类分类: 从误差的来源看从误差的来源看系统误差系统误差偶然误差偶然误差偶然误差偶然误差: 由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生。量的影响而产生。产生原因：产生原因：特点特点: 测量值与