用打点计时器测重力加速度

1、第七讲 變验 用打支针时器测施逆度【知识變点】-X实验的使用打点汁吋器测宦匀变速直线运动的加速度.二、实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是和在各个连续相等的时间T里的位移分别是罚、 恥盼祥则有见第二章的习题占=甸-$I=SF$2=S4-勿予“ =alJ 由上式还町得到可见.测出各段位移%小即可求出疔一 "k二巧* %13严2' 3严“冉算出旳、址“的半均就是我们所要测定的匀变速宜线运动的加速度。三*实验器材电火花计时器或电磁打点计时器.一端附冇滑轮的长木板”小车*纸带.刻度尺，导线， 电源.钩码.细绳“四、实验步骤(1) 把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮仲处桌面匚

2、把打点计时器固定任艮木板上 没有滑轮的一端，连接好电路匚(2) 把一条细绳拴在小车上”便细绳跨过滑轮.卜边挂上合适的钩码克把纸勞穿过打点计时 器，并把纸带的一端固定在小车的后面。Q)把小车停在靠近打点计时器处，接逋电源后，放开小车.让小车拖着纸带运动.打点计 时器就在纸带上打下一列小点。换上新祇带，歳复实验三次©C4)从三条纸带中选择-条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点了.在后边便于测量的 地方找个开始点。为了测量方便和减小误差通常不用每打+次点的吋间作为吋间的单位, 而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是*0.02X5=0品在选好的开始点下面标明A* 在第六点下面标明B*在第

3、I点下面标明在第十六点下面标明D 点 A. B. C Dr叫做计数点，町圈所示卩两个相邻计数点间的距离分别是si，先、旳沖（5）测出六段位移冒汁s2> 3和、苗、和的长度”把测量结果填入卜萃1屮滾（G根据测量结果,利用躍实验原理”中给出的公式算出加速度的值。注意*T=Oh 求出齣、32.咼的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。五"注意事项1 在安装仪器时，要注畫让滑轮伸出桌而外*细绳应与木板平行：实验前要检査打点计时器 是否安装良好+两根导线是否与低压电源46¥交流输出连接.如果用电火花计时器, 并不需雯使用低圧电源.实验时雯注意保护小车及常轮.要避免它们被碰

4、坏或跌坏.2”选取纸带时”除姿求点迹淸晰之外.述痕看石相邻讣数点间的距离之是s是否相等?如果在谋整范圉内s相等的、则灯认为小车是做匀加速育线运动，可以选用这样的纸带”在分析纸带吋*耍仔细地数T-0. Is.六.打点讣时器纸带的处理（1）取点原则是：从打下的纸带中必绒逸取总越清晰的纸带.舍掉开始比较密集的点迹.从 便于汎屋位置取一个开始也眉，然后每刍个点（或者说每隔I个点）如图I-1所不*取一个 计数点夙C A氐这样每两个计数间的时间间隔为ZOJs*计算比较方便.（2）从纸带读取长度的方法，读取长度利用挙米刻度尺测出务点到£点的距离*算出相邻 计数点间的距离恥吋环环吟 I 由干亳米尺的

5、最小刻度是mm*读数时必须估读到 01 mm fll>（3）利用打下的纸带讣算各计数点的速度和加速度的方法 利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度：岭=土芽 求打卜的纸带的加速度打（磅十碍+£）_（£十也+艸）利用"逐整法”求乩例席二話利用一/图象求么求出& G D、E、/；各点的即时速度，画岀r-/线，图线的 斜率就超听耍求的加速度m【典舉例题】例1在枫测宦匀变速玄线运动的加速懂"实验屮，对于减小实验i吴差来说.下列方法有益的是丸把毎打丑卜点的时间间隔作为个时间单位柬选取址数点使小车运动的加速度尽量小些C. 舍去纸带上密集的点，只利用点

6、咙清晰十点间间隔适当的那一部分进行测供、计算 D选用各处平整程度=光滑程度相同的K;木板做实验例2关于打点计时器的使用”下列说法中正确的是（）化打点记时器一般使用4V-6V的直流电源.B安放纸带时应把纸带放住复写纸的上面.G开始释放小车时，应使小车靠近打点i|时器*D. 最好在接通电源的同时，放开小车.例3下面是儿个同学打出的儿条纸带.关于纸带所对应的运动情况正确的是（计数点按打点 的先后顺序编号）.（）丙丁九甲、丁图表于物体件匀速运动.B. 丙图表示物体作减速运动.C. 乙图中若s*-si= sj-s*=si=sa S2=s2-sh则物体作匀变速运动D. 乙图中若AS恒定.且E： = AS/

7、2T则表小物体作初速为零的匀加变貢线运动.例心 任用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中,住纸带上欣得连续清晰的？个点, 用刻度尺测得各点与第1点的距离如下：点的顺 序1234567距离m）06.031250193526.5131.15-12.15则该运动物体的加速度a-m / s< （所用交淤电源频率为50 Hz）K点评逐差法是实验中研究紙带所对应的加速度的一个审咚方法.必须牢固掌握。例5在“测定匀变速貞线运动的加速度"实验中*得到记录纸带如图9-2所示,图中的点为记数点.在每两相邻的记数点间还有4个点没有他出.则小车运动的加速度为(单付: tn/s1)()A. 0.2B

8、. 2.0C 20.0D. 200.0b +4-例6如图9-3所赤 纸带I A、B. C.几E.叭G为计数点”每相邻两个计数点间述有4个 点没仃画出.山图可知纸带的加速度等于,在打D点时纸带的速度为图中表示各计数点与第一个点的距离)例7在研究匀变速也线运动的实验屮.算出小车经各计数点的瞬时的速度如下;计数点序号123456计数点对应的时刻b)0. 100.200. 300. 400. 500. 60通过计数点的速度 (CJ1/ s)14. 062.08L0100.0110.016&Q(1)为了计算加速度*合理的方法是()九很据任意两计数点的速度公式.用a=Av/At算加速度-B. 根1

9、S真验数据闻出v-t图，量出英倾角.rfl公式a= tgft求加速度.C. 根据尖验数据画岀v-t图，由图匕相距较远的两点，由a=Av/At求乩4依次算岀通过连续两计数点间的加速度.算岀其平血值作小车的加速度”【经典练习】1. 團为用打点讣时器测定匀变速直线运动的加速度的实验吋记录下的条纸帶纸帯上选恥 K 2、3、4. 5备点为记数点，将自.尺靠在纸带边*零刻线与娥带上某一点0林由0 到】、2> 3卄点的距离分别用直、表不*测量出d|> d" djn”的值*填入表中。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz+由测最数据计算出小车的加速度甘相纸带 上打下点3时小车的速度巧，

10、并说明加速度的方向距离dLd2dsd4*测最值(cm)加速度大小a=ni / sj h faJ小车在点3时的速度大小Vjm / So2, 如图1J-6所示，是实验时得到的 条纸带*每两个相邻点时间间隔为002秒，则由图中 给定数据可求得小车运动的加速度为m：?.3-A. 选取记数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B. 使小车运动的加速度尽吊小些U舍去纸带上密集的点*只利用点迹清晰*点间间隔适当的那那分进行测量、计算D. 选用各处平整fi®，光滑程度相同的长木板做实验4. 为了测定臬辆轿车在平直路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可近似看作匀加速运 动），某人拍摄了一张在同一倉

11、片上多次曙光的照片（如图147）*如果拍摄时每隔2第曝光一 次*轿车车身总长为45m.那么这辆轿车的加速度约为（ ）+A. 1 m / s' B 2 tn / C. m / D. 4 m - s2Hr】I 1 I iTl 1 i I f . J i pOffiq iI I1图 1-7JtJ«匕晦】用打点计时器研究物体的自由落体运动*得到如图一段纸带，测得AB=7.65cmBC-9,17cm.已知交流电频率是WHa则打E点时物体的瞬时速度为ni 5.如果实验测出的重力加速度值比公认值備小，可能的原因是.（ABN【怖江苏】小球作直线运动时的频闪照片如图所示。己知频闪周期T=0.k

12、，小球相邻位置间距（由照片中的刻度尺量得）分别为 OA=6.5lcm. AB = 5.59cm + BC=4.70ciu'CD = 3.80cm> DE = 2.89 cm* EF = 2.00 cm.小球布位过人时速度大小vA=m/s,小球运动的加速度旷 m/s -【叽春招】己知打点计时器接的交流电源频率是用它记录一个匀变速运动小车的位移,打岀的一条纸带和己选好的计数点h 2. 3> 4如图所示*某同学测帚出1与2两点间两点间的距离为运动的加速度的距离为3与4乙J *« * *(心1 弘由此可算出小车4.在测宦匀变速直线运动的加速度的实验中，也可先求岀纸帝上各点

13、的瞬时速度冠“ 5作出V-t图线*由V-t图线的斜率求出加速度*正确作法有()(A) Fft Vn= 佩假小/2T求岀各点的速度(B) 描点后作Vt图线时*应使所描的点尽可能在一条直线匕 或者对称地分布在直线的两 近旁(C) 对令别轴离丘线较远的点应念去，以使直线一定通过坐标原点(D) 所有的点都必须a： V-t图线上.图线M以略微弯曲5. 如图所示为打点计时器记录的涮做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分.足任选的第一点.人和山是第11点和第21点*若加速度是lOcnvs2,则该计时器的打点频率是)(A)IOHz (B)2OHz(C)3OIIz (D>40Hz) 6. 由打点计时器打出的纸带，经标出计数点ABC“并量出连续相等时间间隔的位務S 代周山“后，如图所示。其中0为起始点(打点计时器打下的第个点人由纸带所示数据 可计算出以下各量中哪几个量(A) 由A点到G点纸带运动的时间(B) 由A点到G点纸带运动的平均速度V(G纸带运动的加速度(D)纸带通过E点的速度7.物体做匀加速直线运动时，打卞一条理想的纸带*已知第二个计时点到第三个计时点的距 离Sa=4 csi第四个计时点到第II个i|时点的距离S3 = 8 cm打点汁时器所接的交流电源频率为50Hz*则(AJJJ