实验一研究匀变速直线运动

实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法2．会利用纸带测定匀变速直线运动的速度和加速度要点归纳一、实验装置与器材打点计时器：1．作用：计时仪器，每隔s打一次点50HZ电源）。2．工作条件(1)电磁打点计时器：6V以下电源．(2)电火花计时器：V电源．3．纸带上点的意义(1)表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；(2)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．二、实验原理1．判断物体运动情况(1)如果x1＝x2＝x3＝…，则物体做运动．(2)如果x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝k(常数)，则物体做运动．2．“平均速度法”求瞬时速度即vn=,如图1所示.图图13.逐差法”求加速度,即a1=,然后取平均值,即,这样使所给数据全部得到利用,以提高准确性.三、实验过程把一端附有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远离滑轮的一端，连接好电路；把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码；接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完后关闭电源；多打几条纸带．四、纸带处理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，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4…，测量各计数点到0点的距离d，计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3…，求出各计数点的速度vn，由vn数据作出v－t图象．五、注意事项1．开始释放小车时，应使小车打点计时器．2．应该先，再，当小车到达滑轮前及时用手按住．3．先断开电源，再取下纸带．4．对于电磁打点计时器，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，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．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(注意此项只对于电磁打点计时器)．7．不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与第0个计数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3…，读数时应估读到0.1mm.8．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：(1)细绳尽可能与板面保持平行；(2)滑轮和车轮灵活；(3)长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致．六、误差分析1．小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．2．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．3．纸带上计数点间距离测量带来偶然误差(如距离较小时的测量误差)．4．计数点间距离测量应从所标出的0、1、2、3…中的0点开始，分别测出0～1、0～2、0～3…之间的距离，然后计算0～1、1～2、2～3…间的距离分别表示为x1、x2、x3…，这样可以减小因测量带来的偶然误差．5．小车运动中所受摩擦力变化产生误差．预习自测1.在“研究匀变速直线运动”的实验中,下列方法中有助于减少实验误差的是()A.选取计数点,把每打5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量小些C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数2.在一次实验中,某同学不知道所使用的交流电源的实际频率已超过50Hz,那么,他计算出来的加速度值与真实值相比 ()A.偏大 B.偏小C.相等 D.不能确定C案例1.在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车做匀变速运动的纸带如图1－4－3所示，在纸带上选择6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，其他各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝____m/s，CE间的平均速度为________m/s；(2)以打B点时为计时起点，建立v－t坐标系如图1－4－4所示，请在图中作出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为__________m/s2.4)将图线延长与纵轴相交，交点的速度大小是______cm/s，此速度的物理意义是__________.例2．在“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50Hz，图1－4－5为小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻两点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示．(1)小车做什么运动？(2)若小车做匀变速直线运动，那么当打第3个计数点时小车的速度为多少？小车的加速度为多少？A案1.一个小球沿斜面向下运动,用每间隔1/10s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片,如图15所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为1/10s,测得小球在几个连续相等时间内的位移数据如下表所示：图图15x1(cm)x2(cm)x3(cm)x4(cm)8.209.3010.4011.501)小球在相邻的相等时间内的位移差(填“相等”或“不相等”）,小球运动的性质属直线运动.(2)有甲、乙两同学计算小球加速度的方法如下：甲同学:a1=乙同学：a1=你认为甲、乙中两位同学的计算方法更准确的是,加速度值为.2．(2010·重庆高考)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，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