测量匀变速直线运动的加速度

测量匀变速直线运动的加速度第一页，共二十四页，编辑于2023年，星期一第二页，共二十四页，编辑于2023年，星期一2．实验步骤

(1)如图所示，把一端装有定滑轮的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．

第三页，共二十四页，编辑于2023年，星期一(2)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行．(3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面．(4)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，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，换上新纸带，重复实验三次．第四页，共二十四页，编辑于2023年，星期一数据处理的方法1．选取纸带、确定计数点并进行测量(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带．(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)．(3)每5个计时点(相隔0.1s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)．第五页，共二十四页，编辑于2023年，星期一第六页，共二十四页，编辑于2023年，星期一(2)用v－t图象求加速度在坐标纸上，以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．根据上表中的v、t数据，在直角坐标系中描点，如右图所示，通过观察、思考，找出这些点的分布规律，然后根据这些点的分布趋向，用一条平滑的曲线(包括直线)连接这些点，并尽量让多数点落在曲线上(或直线)上，不在曲线(或直线)上的点应分布在曲线(或直线)两侧，且两侧的点数大致相同．注意：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．(3)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，应注意其斜率等于Δv/Δt，不能由tanθ求加速度．第七页，共二十四页，编辑于2023年，星期一024681012t/s0.10.20.30.40.50.60.70.8v(cm·s-1)

根据数据描点，画一条直线，让直线尽可能地通过较多的点，没在直线上的点均分在两侧。第八页，共二十四页，编辑于2023年，星期一024681012t/s0.10.20.30.40.50.60.70.8v(cm·s-1)

在图象上任取两点利用其坐标值求出斜率即物体的加速度。ΔvΔt第九页，共二十四页，编辑于2023年，星期一1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．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．4．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，弄清楚所选的时间间隔T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数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s.第十页，共二十四页，编辑于2023年，星期一1.小车运动时摩擦不均匀，打点不稳定引起系统误差2.纸带上计数点间距测量以及作v-t图象引起偶然误差主要误差分析七、注意事项1.平行：纸带、细绳要和长木板平行2.靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置3.一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带4.防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞第十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期一5.减小误差：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，使纸带上打的点过于密集6.纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点7.准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧第十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期一1.某同学在测定匀变速直线运动的加速度实验中，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打一个计时点，该同学选择A、B、C、D、E、F六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在下图中，单位是cm.(1)试计算在打下B、E两点时小车的瞬时速度vB、vE(2)小车的加速度为多大？第十三页，共二十四页，编辑于2023年，星期一例2．在实验中得到纸带如下图所示，图中的点为计数点，在每两个相邻计数点间还有4个点没有画出，则小车运动的加速度为(单位：m/s2)（)A．0.2B．2.0C．20.0D．200.0第十四页，共二十四页，编辑于2023年，星期一例3，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率为50Hz，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4个点未画出．按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0点的距离如图所示(单位：cm)．①在计数点1所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v1＝________m/s，物体的加速度a＝______m/s2.(保留两位有效数字)②该同学在测量的时候没有将计数点5的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点5到0点的距离为________cm.第十五页，共二十四页，编辑于2023年，星期一4.（2010·重庆高考）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动物体的加速度,电源频率f=50Hz,在纸带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点.因保存不当,纸带被污染,如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:xA=16.6mm、xB=126.5mm、xD=624.5mm.若无法再做实验,可由以上信息推知:(1)相邻两计数点的时间间隔为____s;(2)打C点时物体的速度大小为____m/s;(3)物体的加速度大小为____(用xA、xB、xD和f表示).第十六页，共二十四页，编辑于2023年，星期一故答案：(1)0.1(2)2.49(3)【标准解答】(1)相邻两计数点的时间间隔T=0.02×5s=0.1s.(2)(3)计数点A、B中间时刻的速度而第十七页，共二十四页，编辑于2023年，星期一5.某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，并在每条纸带上每5个计时点取一个计数点,依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断，部分缺失，如图所示.请根据给出的甲、乙、丙、丁四段纸带回答：(1)从纸带甲上撕下的那段应该是乙、丙、丁三段纸带中的____.(2)打纸带甲时，物体的加速度大小是__________m/s2;打计数点1时，物体的速度大小是___________m/s.第十八页，共二十四页，编辑于2023年，星期一【解析】因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打甲纸带时，加速度m/s2=0.6m/s2,又小车运动的加速度：则4、5两点间隔为：s5=s2+3aT2=36.0×10-3m+3×0.6×0.12m=54×10-3m=54.0mm,所以从纸带甲上撕下的那段应是丙.m/s=0.33m/s.答案：(1)丙(2)0.60.33第十九页，共二十四页，编辑于2023年，星期一6.光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s.用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d＝1.010cm.(1)滑块通过光电门1时的速度v1＝______m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝_______m/s.(结果保留两位有效数字)第二十页，共二十四页，编辑于2023年，星期一(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的__________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将__________的宽度减小一些.(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量_______________.则用这些物理量计算加速度的表达式为a=____________.第二十一页，共二十四页，编辑于2023年，星期一【解析】(1)v1＝m/s＝1.0m/sv2＝m/s＝2.5m/s(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些.(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量的物理量有两种方案.第二十二页，共二十四页，编辑于2023年，星期一方案一：测滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t，由v2=v1+at得方案二：测两光电门之间的距离L，由=2aL得答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑块(3)滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t或两光电门之间的距离L或第二十三页，共二十四页，编辑