第2节匀变速直线运动的实验探究

复习：匀变速运动规律公式特点vt＝v0＋at不含s不含vtvt2－v02＝2as不含t不含a1、基本公式如何判断物体的运动是不是匀变速直线运动？做匀变速直线运动的物体在连续相等时间内的位移之差是恒量即s2－s1＝s3－s2……＝aT2.

Δs＝aT2为恒量，这是物体做匀变速直线运动的必要条件。也是判断物体是否做匀变速直线运动的依据．第2节匀变速直线运动

的实验探究

一、认识打点计时器电磁打点计时器电火花打点计时器2．工作原理(1)电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器．当接在4—6V的低压交流电源上时，线圈的磁场方向周期性改变，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点迹．振片的振动周期与电源的电流变化周期一致，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s.(2)电火花打点计时器：它是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器．当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹．当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s.3．两种打点计时器的比较类型比较电磁打点计时器电火花打点计时器所用电源打点方式时间间隔实验误差4～6V低压交流220V交流振针打点电火花打点每隔0.02s打一次点每隔0.02s打一次点振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小

1.对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(

)A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉【解析】电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，所以C、D错误．【答案】

AB用打点计时器探究沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动

1.练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带

研究物体的运动。2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。3.测定匀变速直线运动的加速度。一、实验目的二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等。三、实验步骤1、将打点计时器固定住长木板的一端，并用垫片垫高次端，试木板倾斜，如图3-15所示2、连接好打点计时器的电路，（注意此过程中要断开开关）1、将打点计时器固定住长木板的一端，并用垫片垫高次端，试木板倾斜，如图3-15所示3、将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器4、闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源5、更换纸带，重复操作三次6、选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始点，选择相隔0.1s的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入设计好的表格中四、注意事项1．开始释放小车时，应使小车停在靠近打点计时器位置．2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带．3．打点完毕，立即断开电源4．如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度5．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(计数点与计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T.6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰7.测位移时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求。

1、根据打点计数器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是()A、时间间隔 B、位移 C、加速度 D、平均速度2、一学生在练习使用打点计数器时，纸带上打出的不是圆点，而是短线，这可能是因为()A、打点计数器错接在直流电源上； B、电源电压不稳定；C、电源的频率不稳定； D、振针压得过紧。ABD

3、本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的是（）A、每隔4个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔

为0.10s；B、每隔4个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔

为0.08s；C、每5个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为

0.10s；D、每隔5个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔

为0.08s；BC

4、某同学在用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度时,得到如图所示的纸带,他舍弃密集点后,从O点开始如图所示选取计数点,则每两个计数点的时间间隔为______秒。ABCDE00.06

如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离，若Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝…＝常数，即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。123450S1S2S3S4S51、判断物体是否做匀变速直线运动？五、数据处理【例1】某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm.问题1：小车做什么运动？ 解析：因为相邻的位移之差，即Δx＝BC－AB＝CD－BC＝DE－CD＝EF－DE＝常数所以小车做匀加速直线运动．2、求小车运动某时刻的瞬时速度：GFEDABC需测量的量：所选取的两点间的位移S1、S2、S3、S4、S5、S6用刻度尺量出关系式：同理可以求出C、D、E、F、G的瞬时速度【例1】某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm.问题2：试计算vB、vC、vD、vE各点的瞬时速度多大？解析：由图可知，相邻计数点的时间间隔T＝2×0.02s＝0.04s，由求瞬时速度的方法可得3、用打点计时器打出的纸带求加速度由Δs＝aT2得S2-S1=a1T2s3-s2=a2T2s4-s3=a3T2s5-s4=

a4T2s6-s5=

=a5T2

不好的方法逐差法：s4-s1=3a1T2s5-s2=3a2T2s6-s3=3a3T2ABCDEFGABCDEFG（1）“逐差法”求加速度GFEDABC（2）“v－t图象法”求加速度由可求得物体在打A点，B点，C点……的瞬时速度再作出v－t图象，图线的斜率即为该物体做匀变速直线运动的加速度．注：A点，B点，C点……为计数点注意：1、在坐标纸上画v-t图象时，坐标轴单位长度的选取要合适，使图象分布在坐标平面的大部分面积上．2、分析v－t图象，小车运动的加速度数值上等于v－t图线的斜率，即Δv/Δt【例1】某同学在研究小车的运动实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点，测量数据如图中所示，单位是cm.问题3：计算小车的加速度多大？解析：画v－t图象，如图所示，描点、拟合得到直线，BCDE由图象可得a＝2.0m/s2二、频闪照相法及其应用频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一段时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法．在频闪照相中会用到频闪灯(右图)，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1s闪光一次，即每秒闪光10次．当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出

频闪照相与打点计时器记录的信息相比较，频闪照相是如何记录时间信息和位移信息的呢？100000000频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计时器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速度，与同纸带的处理方法相同。现在你明白了吗？【例2】小球作直线运动时的频闪照片如图所示，已知频闪周期T＝0.1s，小球相邻位置间距分别为OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A时的速度大小vA＝________m/s.小球运动的加速度大小a＝________m/s2.0.6050.900三、科学探究研究物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动打点计时器、低压交流电源、铁架台、纸带、复写纸、重物、刻度尺实验器材：实验装置图：～学生电源实验步骤：1、把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。2、将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。3、用手握住纸带，让重物静止并靠近打点计时器，先接通电源，然后放开纸带，让重物自由下落。4、更换纸带，重复2、3步。5、选择一条点迹清晰的纸带，标记上