实验一研究匀变速直线运动的规律

1、第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究实验一研究匀变速直线运动实验一研究匀变速直线运动栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究实验目的实验目的1练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况动情况2会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度3利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的小车运动的vt图象，根据图象求加速度图象，根据图象求加速度栏

2、目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究实验原理实验原理栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究2判断物体是否做匀变速直线运动的方法判断物体是否做匀变速直线运动的方法设设x1、x2、x3、x4为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如如xx2x1x3x2x4x3常数，则与纸带相连的常数，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动物体做匀变速直线运动3求物体瞬时速度的方法求物体瞬时速度的方法如图所示：如图所示：栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线

3、运动的研究匀变速直线运动的研究即即a=（x6+x5+x4-x3-x2-x1）/9T2栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究实验器材实验器材打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导线绳、钩码、刻度尺、电源、导线实验步骤实验步骤1把附有滑轮的长木板放在实验桌上把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面并使滑轮伸出桌面,把把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路连接好电路.栏目栏目导引导引第一章第一章 运动

4、的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究2. 把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面实验装置见图，放手后，看小车能否在木板上平稳地后面实验装置见图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行加速滑行栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究3把小车停在靠近打点计时器处把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源，后放开小车先接通电源，后放开小车,让小车拖着纸带运动，打

5、点计时器就在纸带上打下一系列的让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次点，换上新纸带，重复三次4从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点次每五个点取一个计数点,确定好计数始点，并标明确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4、,测量各计数点到测量各计数点到0点的距离点的距离x,并记录填入表中并记录填入表中.栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究

6、匀变速直线运动的研究位置编号位置编号012345t/sx/mv/(ms1)5.计算出相邻的计数点之间的距离计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、.6利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度，填入上面的瞬时速度，填入上面的表格中的表格中7增减所挂钩码数，再做两次实验增减所挂钩码数，再做两次实验栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究数据处理及实验结论数据处理及实验结论1由实验数据得出由实验数据得出vt图象图象(1)根据

7、表格中的根据表格中的v、t数据，在平面直角数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图可以看到，对坐标系中仔细描点，如图可以看到，对于每次实验，描出几个点都大致落在一于每次实验，描出几个点都大致落在一条直线上条直线上(2)做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线做一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的线就是本次实验的vt图象，它是一条倾斜的直线图象，它是一条倾斜的直线栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究2由

8、实验得出的由实验得出的vt图象进一步得出小车运动的速度随时间图象进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律变化的规律有两条途径进行分析：有两条途径进行分析：(1)小车运动的小车运动的vt图象是一条倾斜的直线图象是一条倾斜的直线如图，当时间增加相同的值如图，当时间增加相同的值t，速度也会，速度也会增加相同的值增加相同的值v，由此得出结论：小车的，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化速度随时间均匀变化(2)既然小车的既然小车的vt图象是一条倾斜的直线，那么图象是一条倾斜的直线，那么v随随t变化的变化的函数关系式为函数关系式为vktb,所以小车的速度随时间均匀变化所以小车的速度随时间均匀变化.栏目栏

9、目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究注意事项注意事项1交流电源的电压及频率要符合要求交流电源的电压及频率要符合要求2实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸针的高度和更换复写纸3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4先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源动时及时断开电源5要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在要区别打点计时器打出的点与人为

10、选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025 s0.1 s.栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究6小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集7选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰适当舍弃选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点开头密集部分，适当选取计数点,弄清楚所选的时间间隔弄

11、清楚所选的时间间隔T.8测测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算算a时要注意用逐差法，以减小误差时要注意用逐差法，以减小误差栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究改进创新改进创新1用气垫导轨代替长木板用气垫导轨代替长木板2用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器通过以上装置的改进能最大程度地减少因长木板和打点计时通过以上装置的改进能最大程度地减少因长木板和打点计时器的限位孔的阻力而导致的小车加速度不恒定，使小车尽可器的限位孔的阻力而导致的

12、小车加速度不恒定，使小车尽可能做匀加速直线运动，以提高实验的精确度能做匀加速直线运动，以提高实验的精确度栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 (2013高考广东卷高考广东卷)研究小车匀变速直线运动的实验装研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中斜面倾角置如图甲所示，其中斜面倾角可调打点计时器的工作频率可调打点计时器的工作频率为为50 Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有之间还有4个记录点未画出个记录点未画出实验步骤和用逐差法处理数据实验步骤和用逐差法处理数据栏目栏

13、目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(1)部分实验步骤如下：部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：上述实验步骤的正确顺序是：_(用字

14、母填写用字母填写)(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T_s.(3)计数点计数点5对应的瞬时速度大小计算式为对应的瞬时速度大小计算式为v5_.(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为算式应为a_.DCBA0.1栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究 在做在做“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中：的实验中：(1)实验室提供了以下器

15、材：打点计时器、一端附有滑轮的长实验室提供了以下器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计其中在本实验中不需要的器材是源、复写纸、弹簧测力计其中在本实验中不需要的器材是_用用vt图象处理实验数据图象处理实验数据栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(2)如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过如图所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有程的一条清晰纸带，纸带上两

16、相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间隔画出，打点计时器打点的时间间隔T0.02 s,其中其中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究下表列出了打点计时器打下下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度时小车的瞬时速度,请在请在表中填入打点计时器打下表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度两点时小车的瞬时速度.位置位置BCDEF速度速度(ms1)0.7370.8010.994栏目栏目导引导引第

17、一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(3)以以A点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度点为计时起点，在坐标图中画出小车的速度时间关时间关系图线系图线栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(4)根据你画出的小车的速度根据你画出的小车的速度时间关系图线计算出的小车的时间关系图线计算出的小车的加速度加速度a_m/s2.栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究(3)小车的速度小车的速度时间关系图线如图所示时间关系图线如图所示答案答案见解析见解析栏目栏目导引导引

18、第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究范例范例科技馆里有一个展品，该展品放在科技馆里有一个展品，该展品放在暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴暗处，顶部有一个不断均匀向下喷射水滴的装置，在频闪光源的照射下，可以看到的装置，在频闪光源的照射下，可以看到水滴好像静止在空中固定的位置不动，如水滴好像静止在空中固定的位置不动，如图所示某同学为计算该装置喷射水滴的图所示某同学为计算该装置喷射水滴的时间间隔，用分度值为时间间隔，用分度值为1 mm的刻度尺测量的刻度尺测量了空中几滴水间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时了空中几滴水间的距离，由此可计算出该装置喷射水滴的时间间隔为间间隔为_s(g取取10 m/s2，保留两位有效数字，保留两位有效数字)0.10栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究栏目栏目导引导引第一章第一章 运动的描述运动的描述 匀变速直线运动的研究匀变速直线运动的研究点评点评高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材