1、实验一研究匀变速直线运动,考点互动探究教师备用习题课时巩固训练,一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器(或电火花计时器),会用打点的纸带研究物体的运动情况.2.测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度.二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、交流电源、导线、一端附有定滑轮的长木板、细绳、钩码(或重锤)、刻度尺、墨粉纸(电磁打点计时器配备的是复写纸片).(1)电磁打点计时器使用6 V以下低压、50 Hz交流电源,用振针打点,每隔打一次点.(2)电火花计时器使用220 V、50 Hz交流电源,用电火花打点,每隔打一次点.,小车,纸带,0.02 s,0.02 s,考点一实验原理和实验操作,1实验原
2、理(1)利用纸带判断物体运动状态的方法:设纸带上连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、xn-1、xn、xn+1,纸带上相邻两点间的位移差为x.若x=xn+1-xn为零,则说明物体做运动;若x=xn+1-xn为非零常数,则说明物体做运动.(2)利用纸带求瞬时速度的方法:如图S1-1所示,B点对应的瞬时速度等于AC段的平均速度,vB=.图S1-1,匀速直线,匀变速直线,(3)利用纸带求加速度的方法用任意两段相邻计数点间的位移差求加速度:a=.用v-t图像的斜率求加速度:a=.,2实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上的一端,连接好电
3、路.(2)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,并将它的一端固定在小车的后面.实验装置如图S1-2所示,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.图S1-2,没有滑轮,(3)把小车停在靠近打点计时器处,先,后,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,随后立即.换上新纸带,重复三次.,接通电源,放开小车,关闭电源, 特别提醒,(1)纸带和细绳要与木板平行,小车运动要平稳.(2)实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后应先断开电源,后取下纸带.(3)要防止钩码落地以及小车与滑轮相撞.(4)小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度
4、大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取67个计数点为宜.(5)选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,舍弃打点密集的部分,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.,考点二数据处理与误差分析,1关于数据处理(1)纸带的取点处理原则如图S1-4所示,从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的位置取一个开始点A,然后每5个点(或每隔4个点)取一个计数点,分别记为B、C、D、E、F这样每两个计数点之间的时间间隔为T=s,计算比较方便.图S1-4,0.1,(2)从纸带上读取长度的方法利用毫米刻度尺测出各点到A点的距离,算出相邻计数点间的距
5、离x1、x2、x3、x4、x5、x6由于毫米刻度尺的最小刻度是1 mm,读数时必须估读到mm.(3)用x=aT2确定物体的运动是否是匀变速直线运动.,0.1, 特别提醒,(1)对于实验数据的记录要遵守有效数字读数规则,结果要符合题目要求.(2)计算方法的选用:求加速度的三种方法中,用x=aT2直接求加速度的方法简单,但误差较大,适用于测量数据准确或计数间隔较少的情况;逐差法求加速度结果准确,误差较小,但需选取的计数间隔为偶数;图像法求加速度科学性强、误差小,适用于所测数据的计数间隔较多的情况.(3)牵引小车的钩码数要适当.小车的加速度过大或过小将导致纸带上的点过少或各段位移差过小,从而产生较大的测量误差.加速度的大小以能在约50 cm的纸带上清晰地选取67个计数点为宜.,考点三关于速度的测量的其他方法,高中阶段,关于物体速度的测量无非是位移和时间的测量.对于位移的测量,主要是用毫米刻度尺,而对于时间的测量,则有多种方法,从历年高考试题分析,涉及时间的测量主要是打点计时器(如上面例2)、光电门(如下面例3)、频闪仪(如下面例3变式题)几种形式.而2017年全国卷第22题用自制“滴水计时器”计量时间与打点计时器原理近似.,
