1、实验一实验一 研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动要点归纳要点归纳【实验目的实验目的】用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律.【实验原理实验原理】1.1.打点计时器打点计时器 (1)(1)作用：计时仪器作用：计时仪器,每隔每隔0.02 s0.02 s打一次点打一次点.(2)(2)工作条件：工作条件：电磁打点计时器：电磁打点计时器：4 V4 V6 V6 V的交流电源的交流电源.电火花计时器：电火花计时器：220 V220 V的交流电源的交流电源.(3)(3)纸带上各点的意义纸带上各点的意义:表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置表示和纸带相连的物体在不同时
2、刻的位置.通过研究纸带上各点之间的间隔通过研究纸带上各点之间的间隔,可以判断可以判断 物体的运动情况物体的运动情况.2.2.利用纸带判断物体做匀变速直线运动的方法利用纸带判断物体做匀变速直线运动的方法 (1)(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时 刻的速度分别为刻的速度分别为v v1 1、v v2 2、v v3 3、v v4 4、,若若v v2 2-v v1 1=v v3 3-v v2 2=v v4 4-v v3 3=,=,则说明物体在相等时间内速度则说明物体在相等时间内速度 的增量相等的增量相等,由此说明物体在做匀变速直线运动由此说明物体在做匀变速
3、直线运动,即即a a=(2)(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移 分别为分别为s s1 1,s s2 2,s s3 3,s s4 4,若若s s=s s2 2-s s1 1=s s3 3-s s2 2=s s4 4-s s3 3=,则说明物体在做匀变速直线运动则说明物体在做匀变速直线运动,且且s=aTs=aT2 2.ttt21vvv3.3.速度、加速度的求解方法速度、加速度的求解方法 (1)“(1)“平均速度法平均速度法”求速度求速度,即即v vn n=,=,如图如图1 1所示所示.图图1Tssnn2)(1【实验器材实验器材】打点计时器、纸带、一端
4、附有定滑轮的长木打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木 板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导 线、复写纸片线、复写纸片.【实验步骤实验步骤】1.1.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,并使滑轮伸并使滑轮伸 出桌面出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮把打点计时器固定在长木板上没有滑轮 的一端的一端,连接好电路连接好电路.2.2.把一条细绳拴在小车上把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮细绳跨过滑轮,下边挂下边挂 上合适的钩码上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器把纸带穿过打点计时器,并把它并把它 的一端固定在小车的后面的一端固定在小
5、车的后面.实验装置见图实验装置见图2 2所示所示,放手后放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.3.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,先接通电源先接通电源,后后 放开小车放开小车,让小车拖着纸带运动让小车拖着纸带运动,打点计时器就打点计时器就 在纸带上打下一系列的点在纸带上打下一系列的点,换上新纸带换上新纸带,重复重复 三次三次.图图24.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开舍掉开 始一些比较密集的点始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找在后面便于测量的地方找 一个开始点一个开始点,以后依
6、次每五个点取一个计数点以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点确定好计数始点,并标明并标明0 0、1 1、2 2、3 3、4,4,测测 量各计数点到量各计数点到0 0点的距离点的距离s s,并记录填入表中并记录填入表中.位置编号位置编号012345时间时间(t/t/s s)s/s/m mv v/(ms/(ms-1-1)5.5.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s s1 1、s s2 2、s s3 3 锦囊妙诀锦囊妙诀 测测a a要用计时器要用计时器,速度等于位移时间比速度等于位移时间比 (v vn n=),=),使用刻度尺量位移使用刻度尺量位移,周期是周期是0.02
7、s,0.02 s,交流电压交流电压4 V4 V6 V,6 V,利用推论利用推论(s s=aTaT2 2)求加速求加速.6.6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间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刻的瞬时速度求得各计数点1 1、2 2、3 3、4 4、5 5的的 瞬时速度瞬时速度,填入上面的表格中填入上面的表格中.7.7.增减所挂钩码数增减所挂钩码数,再做两次实验再做两次实验.Tssnn21【数据处理数据处理】由实验数据得出由实验数据得出v v-t t图象图象.(1)(1)根据表格中的根据表格中的v v、t t数据数据,在在 平面直角坐标系中仔细描点，平
8、面直角坐标系中仔细描点，如图如图3 3可以看到可以看到,对于每次实验对于每次实验,描出的几个点都大致落在一条直线上描出的几个点都大致落在一条直线上.(2)(2)做一条直线做一条直线,使同一次实验得到的各点尽量使同一次实验得到的各点尽量 落到这条直线上落到这条直线上,落不到直线上的点落不到直线上的点,应均匀分应均匀分 布在直线的两侧布在直线的两侧,这条直线就是本次实验这条直线就是本次实验v v-t t图象图象,它是一条倾斜的直线它是一条倾斜的直线.图图3【实验结论实验结论】由实验得出的由实验得出的v v-t t图象进一步得出小车运动的速图象进一步得出小车运动的速 度随时间变化的规律度随时间变化的
9、规律.有两条途径进行分析：有两条途径进行分析：(1)(1)小车运动的小车运动的v v-t t图象是一条图象是一条 倾斜的直线如图倾斜的直线如图4 4，当时间增，当时间增 加相同的值加相同的值t t,速度也会增加速度也会增加 相同的值相同的值v v,由此得出结论：小车的速度随时由此得出结论：小车的速度随时 间均匀变化间均匀变化.(2)(2)既然小车的既然小车的v v-t t图象是一条倾斜的直线图象是一条倾斜的直线,那么那么v v 随随t t变化的函数关系式为变化的函数关系式为v v=kt+bkt+b,所以小车的速度所以小车的速度 随时间均匀变化随时间均匀变化.图图4【误差分析误差分析】1.1.打
10、点计时器的计时误差打点计时器的计时误差.2.2.纸带的测量误差纸带的测量误差.【注意事项注意事项】1.1.纸带和细绳要和木板平行纸带和细绳要和木板平行,小车运动要平稳小车运动要平稳.2.2.实验中应先接通电源实验中应先接通电源,后让小车运动后让小车运动;实验后实验后 应先断开电源后取纸带应先断开电源后取纸带.3.3.要防止钩码落地和小车与滑轮相撞要防止钩码落地和小车与滑轮相撞.4.4.小车的加速度宜适当大些小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测可以减小长度的测 量误差量误差,加速度大小以能在约加速度大小以能在约50 cm50 cm的纸带上的纸带上 清楚地取出清楚地取出6 67 7个计数点为宜
11、个计数点为宜.图图5图图6 答案答案 s s1 1,s s6 6或或37.5,193.5 37.5,193.5 s s1 1,s s2 2,s s3 3,s s4 4,s s5 5,s s6 6或或 37.5,69.0,100.5,131.5,163.0,193.5 B37.5,69.0,100.5,131.5,163.0,193.5 B 偶然偶然 阻力阻力(空气阻力空气阻力,振针的阻力振针的阻力,限位孔的阻限位孔的阻 力力,复写纸的阻力等复写纸的阻力等),),交流电频率不稳定交流电频率不稳定,长度长度 测量测量,数据处理方法等数据处理方法等图图7图图8图图9图图10图图11图图12图图13素
12、能提升素能提升一、选择题一、选择题(1(1单选题，单选题，2 2双选题双选题)1.1.在一次实验中在一次实验中,某同学不知道所使用的交流电源某同学不知道所使用的交流电源 的实际频率已超过的实际频率已超过50 Hz,50 Hz,那么那么,他计算出来的加他计算出来的加 速度值与真实值相比速度值与真实值相比 ()()A.A.偏大偏大B.B.偏小偏小 C.C.相等相等D.D.不能确定不能确定 解析解析 因交流电频率超过因交流电频率超过50 Hz,50 Hz,所以打点时间所以打点时间 间隔小于间隔小于0.02 s,0.02 s,根据公式根据公式a a=可知可知,当当T T偏小偏小 时时,a a偏大偏大.2TsA答案答案 AC图图14答案答案 0.6050.6050.9 0.9 图图15答案答案 (1)(1)相等匀加速相等匀加速(2)(2)乙同学乙同学1.10 m/s1.10 m/s2 2 图图16图图17答案答案 (1)0.25(1)0.250.45 m/s0.45 m/s(2)(2)解析图解析图(3)1(3)1
