1、实验研究匀变速直线运动PPT教学课件知知 识识 精精 要要高效梳理高效梳理知识备考知识备考一一 实验目的实验目的1.练习使用打点计时器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直线运动的方法掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法.3.会利用纸带测定匀变速直线运动的会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度加速度.二二 实验原理实验原理1.打点计时器打点计时器(1)作用作用:计时仪器计时仪器,每隔每隔0.020.02 s打一次点打一次点.(2)工作条件工作条件电磁打点计时器电磁打点计时器:6 V以下交流以下交流电源电火花计时器电源
2、电火花计时器:220 V交流电源交流电源(3)纸带上点的意义纸带上点的意义: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,可以判断物体的运动情况可以判断物体的运动情况.2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设设x1 x2 x3为纸带上相邻两个计数点之间的距离为纸带上相邻两个计数点之间的距离,若若x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=常数常数,即连续相等的时间间隔内即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做则与纸带相连的物体做
3、匀变速直线匀变速直线运运动动.3.由纸带求物体运动加速度的方法由纸带求物体运动加速度的方法(1)逐差法逐差法:根据根据x4-x1=x5-x2=x6-x3=3aT3aT2 2,求求a1 a2 a3,再算出再算出a1 a2 a3的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的的平均值即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度加速度.设设T为相邻两计数点之间的时间间隔为相邻两计数点之间的时间间隔,则则a1加速度的平均值为加速度的平均值为“逐差法逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据x1 x2 x3以减小偶然误差以减小偶然误差.52634123222,
4、333xxxxxxaaTTT123.3aaaa(2)用用v-t图象求加速度图象求加速度:根据匀变速直线运动某段时间中间根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即 求出打各个计数点时纸带的瞬时速度求出打各个计数点时纸带的瞬时速度,再作出再作出v-t图象图象,图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度.1,2nnnxxvT三三 实验器材实验器材电火花计时器或电磁打点计时器电火花计时器或电磁打点计时器 一端附有滑轮的长木板一端附有滑轮的长木板 小车小车 纸带纸带 细绳细绳 钩码钩码 刻度尺刻
5、度尺 导线导线 电源电源 复写纸复写纸.四四 实验步骤实验步骤1.把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌并使滑轮伸出桌面面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好连接好电路电路,如图所示如图所示.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,并在绳的另一端挂上并在绳的另一端挂上合适的钩码合适的钩码,把纸带穿过打点计时器把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下纸带要放在复写纸下面面),并把纸带的一端固定在小车的后面并把纸带的一端固定在小车的后面.3.把小车停在靠近打点计时
6、器处把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后接通电源后,放开小车放开小车,让小让小车拖着纸带运动车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点打点计时器就在纸带上打下一系列的点.取下纸带取下纸带,换上新纸带换上新纸带,重复实验三次重复实验三次.4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开头一些比较舍掉开头一些比较密集的点密集的点,在后边便于测量的地方找一个开始点在后边便于测量的地方找一个开始点,为了测量为了测量方便和减少误差方便和减少误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的通常不用每打一次点的时间作为时间的单位单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位而用每
7、打五次点的时间作为时间的单位,就是就是T=0.1 s0.1 s,在选好的开始点下标明在选好的开始点下标明A,依次标为依次标为B C D E(这些点叫做计数点这些点叫做计数点).5.一般要测出六段位移一般要测出六段位移x1 x2 x3 x4 x5 x6.6.根据测量结果根据测量结果,利用利用“实验原理实验原理”中给出的公式算出加速度中给出的公式算出加速度a1 a2 a3的值的值,(注意注意T=0.1 s)求出求出a1 a2 a3的平均值的平均值,就是就是小车做匀变速直线运动的加速度小车做匀变速直线运动的加速度.双双 基基 精精 练练自主探究自主探究基础备考基础备考1.当纸带与运动物体连接时当纸带
8、与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点痕打点计时器在纸带上打出点痕.下下列关于纸带上点痕的说法中列关于纸带上点痕的说法中,正确的是正确的是()A.点痕记录了运动的时间点痕记录了运动的时间B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C.点痕在纸带上的分布情况点痕在纸带上的分布情况,反映了物体的质量和形状反映了物体的质量和形状D.点痕在纸带上的分布情况点痕在纸带上的分布情况,反映了物体的运动情况反映了物体的运动情况答案答案:ABD2.如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,从从0点开始每点
9、开始每5个计时点取一个计数点个计时点取一个计数点,依照打点的先后顺序依依照打点的先后顺序依次编为次编为1 2 3 4 5 6,测得测得x1=5.18 cm,x2=4.40 cm,x3=3.62 cm,x4=2.78 cm,x5=2.00 cm,x6=1.22 cm.(1)相邻两计数点间的相邻两计数点间的时间间隔为时间间隔为_s.(2)物体的加速度大小物体的加速度大小a=_m/s2,方向方向_(填填AB或或BA).(3)打点计时器打计数点打点计时器打计数点3时时,物体的速度大小物体的速度大小v3=_m/s,方方向向_(填填AB或或BA).0.1 0.80 AB0.32 BA疑疑 难难 精精 讲讲
10、名师解疑名师解疑能力备考能力备考疑难点一疑难点一.本实验中有哪些需要注意的问题本实验中有哪些需要注意的问题?请简述请简述.名师在线名师在线:(1)使用打点计时器打点时使用打点计时器打点时,应先接通电源应先接通电源,待打点计待打点计时器稳定工作后时器稳定工作后,再释放纸带再释放纸带.(2)细绳尽可能与木板平行细绳尽可能与木板平行,以确保细绳对小车的拉力不变以确保细绳对小车的拉力不变;小小车的加速度应适当大一些车的加速度应适当大一些,可以减小长度的测量误差可以减小长度的测量误差,以能以能在纸带上长约在纸带上长约50 cm的范围内清楚地取的范围内清楚地取78个计数点为宜个计数点为宜.(3)电火花计时
11、器利用高压脉冲火花放电电火花计时器利用高压脉冲火花放电“打点打点”,放电针与纸放电针与纸带没有接触带没有接触,因而不会干扰纸带运动因而不会干扰纸带运动,相对来说阻力很小相对来说阻力很小,所所以有条件最好用电火花计时器以有条件最好用电火花计时器.(4)安装纸带时安装纸带时,纸带位于长木板中间纸带位于长木板中间,并保证运动时纸带不与并保证运动时纸带不与打点计时器限位孔摩擦打点计时器限位孔摩擦.为减小实验误差为减小实验误差,我们往往舍弃纸我们往往舍弃纸带开始那些比较密集的点带开始那些比较密集的点,从间距较大的点开始取计数点从间距较大的点开始取计数点.有时采用每五个点取一个计数点的方法有时采用每五个点
12、取一个计数点的方法,这时相邻两计数这时相邻两计数点之间的时间间隔为点之间的时间间隔为50.02 s=0.1 s.在实验操作中在实验操作中,要在钩要在钩码落地处垫上软垫码落地处垫上软垫,防止砸坏地板防止砸坏地板;当小车即将运动到长木当小车即将运动到长木板的定滑轮处时板的定滑轮处时,立即用手将小车接住立即用手将小车接住,以免小车与定滑轮以免小车与定滑轮碰撞碰撞.疑难点二疑难点二.为什么处理数据时为什么处理数据时,常用常用“逐差法逐差法”计算加速度计算加速度?名师在线名师在线:处理数据时处理数据时,有两种计算的方法有两种计算的方法:比较两种方法比较两种方法,方法一中只用了方法一中只用了x6 x1两段
13、两段,而方法二中用了而方法二中用了6段段,前者误差较大前者误差较大,后后者误差较小者误差较小,所以常用后者计算加速度所以常用后者计算加速度.易易 错错 点点 拨拨自我完善自我完善误区备考误区备考易错点不能正确使用易错点不能正确使用v-t图象处理数据图象处理数据自我诊断自我诊断(2009启东模拟启东模拟)做匀变速直线运动的小车做匀变速直线运动的小车,牵引一条牵引一条纸带通过打点计时器纸带通过打点计时器,交流电源的频率是交流电源的频率是50 Hz,由纸带上打由纸带上打出的某一点开始出的某一点开始,每每5个点剪个点剪下一段纸带下一段纸带,如图所示如图所示,每一小每一小段纸带的一端与段纸带的一端与x轴
14、相重合轴相重合,一边与一边与y轴平行轴平行,将纸带依次贴将纸带依次贴在坐标系中在坐标系中,求求:(1)仔细研究图仔细研究图,找出小车在相邻时间内位移存在的关系找出小车在相邻时间内位移存在的关系.(2)设设t=0.1 s,请画出该小车的请画出该小车的v-t 图象图象.(3)根据图象求其加速度根据图象求其加速度.答案答案:(1)相邻时间内位移差为相邻时间内位移差为8 cm(2)见图见图1-4-4(3)8 m/s2解析解析:(1)由图中所标纸带每段位移关系由图中所标纸带每段位移关系,可知在相邻相等时间可知在相邻相等时间内的位移差内的位移差y近似相等近似相等,考虑误差原因后考虑误差原因后,可近似认为可
15、近似认为y=8 cm.(2)以图中的以图中的x轴作为时间轴轴作为时间轴,以纸带的宽度表示相等的时间间以纸带的宽度表示相等的时间间隔隔T=0.1 s,每段纸带最上端中点对应每段纸带最上端中点对应v轴上的速度恰好表示轴上的速度恰好表示每段时间的中间时刻的瞬时速度每段时间的中间时刻的瞬时速度,即即 因此可以用纸因此可以用纸带的长度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度带的长度表示每小段时间中间时刻的瞬时速度,将纸带上将纸带上端中间各点连接起来端中间各点连接起来,可得到可得到v-t的图象的图象,如图所示如图所示.;nnyvT(3)利用图象求斜率或用利用图象求斜率或用y=aT2均可以求得小车加速度均可以求得小
16、车加速度a=8 m/s2.题题 型型 研研 练练互动探究互动探究方法备考方法备考题型一题型一实验原理和误差分析实验原理和误差分析【例例1】一位同学在用打点计时器做一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动加速测匀变速直线运动加速度度”的实验时的实验时,纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些纸带上打出的不是圆点而是如图所示的一些短线短线,这可能是因为这可能是因为()A.打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定电源电压不稳定C.电源的频率不稳定电源的频率不稳定D.振针压得过紧振针压得过紧解析解析:当振针距离复写纸片间隙过小时当振针距离复写纸片间隙过小时,每一个打点周期
17、内每一个打点周期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上,这样就打出这样就打出了一段一段的小线段了一段一段的小线段.所以在使用打点计时器前要检查一所以在使用打点计时器前要检查一下振针到复写纸片的距离是否适中下振针到复写纸片的距离是否适中,否则就要做适当的调否则就要做适当的调整整.答案为答案为D.答案答案:D方法总结方法总结:振针压得过紧振针压得过紧,还会导致纸带在运动中所受阻力还会导致纸带在运动中所受阻力增大增大,有些实验中会影响到实验的精确度有些实验中会影响到实验的精确度.例如用自由落体例如用自由落体运动验证机械能守恒的实验运动验证机械能守恒的实验.创新
18、预测创新预测1 在在“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中的实验中,下列方法中有下列方法中有助于减小实验误差的是助于减小实验误差的是A.选取计数点选取计数点,把每打把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位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舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰只利用点迹清晰 点间隔适当点间隔适当的那一部分进行测量的那一部分进行测量 计算计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数适当增加挂在细绳下钩码的个数答案答案:ACD解析解析:选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔选取计数点可以使用于测
19、量和计算的相邻点的间隔增大增大,在用直尺测量这些点间的间隔时在用直尺测量这些点间的间隔时,在测量绝对误差基在测量绝对误差基本相同的情况下本相同的情况下,相对误差较小相对误差较小,因此因此A正确正确;在实验中在实验中,如果如果小车运动的加速度过小小车运动的加速度过小,打出的点很密打出的点很密,长度测量的相对误长度测量的相对误差较大差较大,测量准确性降低测量准确性降低,因此小车的加速度应适当大些因此小车的加速度应适当大些,而而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数以增大拉力的个数以增大拉力,故故B错错,D对对;为了减小长度测量的相
20、对为了减小长度测量的相对误差误差,舍去纸带上过于密集舍去纸带上过于密集,甚至分辨不清的点甚至分辨不清的点,因此因此C项正项正确确.题型二题型二利用纸带求速度和加速度利用纸带求速度和加速度【例例2】在在“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中的实验中,打点计时器使打点计时器使用的交流电源的频率为用的交流电源的频率为50 Hz,记录小车运动的纸带如图所记录小车运动的纸带如图所示示,在纸带上选择在纸带上选择6个计数点个计数点A B C D E F,相邻两计相邻两计数点之间还有四个点未画出数点之间还有四个点未画出,各点到各点到A点的距离依次是点的距离依次是2.0 cm 5.0 cm 9.0 c
21、m 14.0 cm 20.0 cm.(1)根据学过的知识可以求出小车在根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为点的速度为vB=m/s,CE间的平均速度为间的平均速度为m/s.(2)以打以打B点时为计时起点点时为计时起点,建立建立v-t坐标系坐标系,如图所示如图所示,请在图中请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线作出小车运动的速度与时间的关系图线.答案：答案：(2)见解析见解析答案答案:(1)0.25 0.45(3)根据图线可得小车运动的加速度为根据图线可得小车运动的加速度为m/s2.答案：答案：(3)1 (2)v-t图象如图所示图象如图所示.(3)在在v-t图象中图象中,图线的斜率表示加速
22、度图线的斜率表示加速度,即即a=方法总结方法总结:应用描点法作图时应遵循以下三条原则应用描点法作图时应遵循以下三条原则:让尽让尽量多的点在直线上量多的点在直线上;不能在直线上的点应均匀地分布在不能在直线上的点应均匀地分布在直线两侧直线两侧;个别偏离直线太远的点应舍去个别偏离直线太远的点应舍去.创新预测创新预测2(2009增城模拟增城模拟)一个小球沿斜面向下运动一个小球沿斜面向下运动,用每用每间隔间隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片片,如图所示如图所示,即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为间
23、间隔为 s,测得小球在几个连续相等时间内的位移测得小球在几个连续相等时间内的位移(数数据见表据见表),则则110110 x1/cmx2/cmx3/cmx4/cm8.209.3010.4011.50 (1)小球在相邻的相等时间内的位移差小球在相邻的相等时间内的位移差_(填填“相等相等”或或“不相等不相等”),小球的运小球的运动性质属动性质属_直线运动直线运动.相等匀加速(匀变速)(2)有甲有甲 乙两同学计算小球加速度的方法如下乙两同学计算小球加速度的方法如下:甲同学甲同学:乙同学乙同学:你认为甲你认为甲 乙中哪位同学的计算方法更好乙中哪位同学的计算方法更好?_,加速加速度值为度值为_.32431
24、2321123222,.3xxxxaaaxxaaaaTTT3142121222,.222xxxxaaaaaTT乙同学1.10 m/s2解析解析:(1)由表中数据可知由表中数据可知,x4-x3=x3-x2=x2-x1,小球做匀加速直线小球做匀加速直线运动运动.(2)乙同学采用逐差法求加速度乙同学采用逐差法求加速度,较准确较准确,加速度值为加速度值为 1.10 m/s2.342124xxxxaT高高 效效 作作 业业自我测评自我测评技能备考技能备考一一 选择题选择题1.(2009广东卷广东卷)“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中的实验中,使用电磁式使用电磁式打点计时器打点计时器(所用交
25、流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz),得到如图所示的得到如图所示的纸带纸带.图中的点为计数点图中的点为计数点,相邻两计数点间还有四个点未画相邻两计数点间还有四个点未画出来出来,下列表述正确的是下列表述正确的是()A.实验时应先放开纸带再接通电源实验时应先放开纸带再接通电源B.(x6-x1)等于等于(x2-x1)的的6倍倍C.从纸带可求出计数点从纸带可求出计数点B对应的速率对应的速率D.相邻两个计数点间的时间间隔为相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s答案答案:C解析解析:在在“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中的实验中,应先接通电源再应先接通电源再放开纸带放开纸带,A错错.
26、根据相等的时间间隔内通过的位移有根据相等的时间间隔内通过的位移有xM-xN=(M-N)at2,可知可知(x6-x1)等于等于(x2-x1)的的5倍倍,B错错.根据根据B点的点的速度为速度为A与与C的中间时刻点的速度有的中间时刻点的速度有vB C对对.由于相由于相邻的计数点之间还有邻的计数点之间还有4个点没有画出个点没有画出,所以时间间隔为所以时间间隔为0.1 s,D错错.,2ACxt2.如图所示如图所示,为同一打点计时器打出的两条纸带为同一打点计时器打出的两条纸带.由纸带可知由纸带可知()A.在打下计数点在打下计数点“0”至至“5”的过程中的过程中,纸带甲的平均速度比乙的纸带甲的平均速度比乙的
27、大大B.在打下计数点在打下计数点“0”至至“5”的过程中的过程中,纸带甲的平均速度比乙的纸带甲的平均速度比乙的小小C.纸带甲的加速度比乙的大纸带甲的加速度比乙的大D.纸带甲的加速度比乙的小纸带甲的加速度比乙的小答案答案:BD解析解析:在打下计数点在打下计数点“0”至至“5”的过程中的过程中,两纸带所用时间相两纸带所用时间相同同,但甲纸带位移小于乙纸带位移但甲纸带位移小于乙纸带位移,故故 甲甲 乙乙,选项选项A错错,B对对;相邻计数点间所用时间相等相邻计数点间所用时间相等,但乙的速度变化得更快但乙的速度变化得更快,故故a甲甲a乙乙,选项选项C错错,D对对.vv二二 非选择题非选择题3.3.某学生
28、用打点计时器研究小车的匀变速直线运动某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动,他将打他将打点计时器接到频率为点计时器接到频率为50 Hz50 Hz的交流电源上的交流电源上,实验时得到一条实验时得到一条纸带纸带.他在纸带上便于测量的地方选取第他在纸带上便于测量的地方选取第1 1个计时点个计时点,在这在这点下标明点下标明A,A,第第6 6个点下标明个点下标明B,B,第第1111个点下标明个点下标明C,C,第第1616个点个点下标明下标明D,D,第第2121个点下标明个点下标明E.E.测量时发现测量时发现B B点已模湖不清点已模湖不清,于是他测得于是他测得ACAC长为长为14.56 cm,CD14
29、.56 cm,CD长为长为11.15 cm,DE11.15 cm,DE长为长为13.73 cm,13.73 cm,则打则打C C点时小车的瞬时速点时小车的瞬时速度大小为度大小为_m/s,_m/s,小车运动的加速度大小为小车运动的加速度大小为_m/s_m/s2 2,AB,AB的距离应为的距离应为_cm(_cm(保保留三个有效数字留三个有效数字).).0.9860.9862.582.585.995.994.(20084.(2008高考宁夏卷高考宁夏卷)物理小组在一次探究活动中测量滑物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图实验装置如图,一表面粗糙的
30、一表面粗糙的木板固定在水平桌面上木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮一端装有定滑轮;木板上有一滑块木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频打点计时器使用的交流电源的频率为率为50 Hz.50 Hz.开始实验时开始实验时,在托盘中放入适量砝码在托盘中放入适量砝码,滑块开始滑块开始做匀加速运动做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点在纸带上打出一系列小点.给出的是实验中获取的一条纸带的一部分给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0,0 1 1 2 2 3 3
31、4 4 5 5 6 6 7 7是计数点是计数点,每相邻两计数点间还有每相邻两计数点间还有4 4个打点个打点(图中未标出图中未标出),),计数点间的距离如图所示计数点间的距离如图所示.根据图根据图中数据计算的加速度中数据计算的加速度a=a=_(保留三个有效数字保留三个有效数字).).0.4950.497 m/s0.4950.497 m/s2 25.5.用如图用如图1-4-151-4-15所示的实验装置测量物体沿斜面匀加速下所示的实验装置测量物体沿斜面匀加速下滑的加速度滑的加速度,打点计时器打出的纸带如图打点计时器打出的纸带如图1-4-161-4-16所示所示.已知已知纸带上各相邻点的时间间隔为纸
32、带上各相邻点的时间间隔为T,T,则可以得出打点计时器在则可以得出打点计时器在打出打出C C点时小车的速度大小的表达式为点时小车的速度大小的表达式为_,_,小车小车运动的加速度大小的表达式为运动的加速度大小的表达式为_._.若测出斜面的若测出斜面的长度长度l l和斜面右端距桌面的高度和斜面右端距桌面的高度h,h,已知重力加速度为已知重力加速度为g,g,小小车的质量为车的质量为m,m,则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为则可以得出斜面对小车的阻力的表达式为_._.6.6.某学生在用打点计时器做测定匀变速直线运动的实验时某学生在用打点计时器做测定匀变速直线运动的实验时,其开始的装配图如图所示其开始的
33、装配图如图所示,其中有错误与不妥之处其中有错误与不妥之处,请把它请把它们找出来们找出来.(1)_.(2)_.(3)_.答案答案:(1)电磁打点计时器接的是直流电源电磁打点计时器接的是直流电源(2)小车离定滑轮端太近小车离定滑轮端太近(3)滑轮位置太低滑轮位置太低,致使线的拉力与板面不平行致使线的拉力与板面不平行解析解析:(1)电磁打点计时器必须接交流电源电磁打点计时器必须接交流电源,而图上所接为直流而图上所接为直流电源电源,显然是个错误显然是个错误.(2)开始时开始时,小车离定滑轮端太近小车离定滑轮端太近,向前运动的余地太小致使纸向前运动的余地太小致使纸带上留下的计数点过少带上留下的计数点过少
34、,给测量带来不便给测量带来不便,产生较大误差产生较大误差.(3)滑轮的位置太低滑轮的位置太低,致使线的拉力方向与板面不平行致使线的拉力方向与板面不平行,阻力大阻力大,误差也大误差也大.7.(20097.(2009苏州模拟苏州模拟)光电计时器是一种研究物体运动情况的光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器常用计时仪器,其结构如图其结构如图 (a)(a)所示所示,a,a b b分别是光电门的分别是光电门的激光发射和接收装置激光发射和接收装置,当有物体从当有物体从a a b b间通过时间通过时,光电计时光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录器就可以精确地把物体从开始挡光到挡
35、光结束的时间记录下来下来,现利用图现利用图(b)(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数擦因数,图中图中MNMN是水平桌面是水平桌面,Q,Q是长木板与桌面的接触点是长木板与桌面的接触点,1,1和和2 2是固定在长木板上适当位置的两个光电门是固定在长木板上适当位置的两个光电门,与之连接的与之连接的两个光电计时器没有画出两个光电计时器没有画出,长木板顶端长木板顶端P P点悬有一铅锤点悬有一铅锤,实实验时验时,让滑块从长木板的顶端滑下让滑块从长木板的顶端滑下,光电门光电门1 1 2 2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.
36、0 1.0 1010-2-2 s s和和4.04.01010-3-3 s.s.用精度为用精度为0.05 mm0.05 mm的游标卡尺测量滑的游标卡尺测量滑块的宽度为块的宽度为d,d,其示数如图其示数如图(c)(c)所示所示.(1)(1)滑块的宽度滑块的宽度d=_cm.d=_cm.(2)(2)滑块通过光电门滑块通过光电门1 1时的速度时的速度v v1 1=_m/s,=_m/s,滑块通过光电门滑块通过光电门2 2时的速度时的速度v v2 2=_m/s.(=_m/s.(结果保留两个有效数字结果保留两个有效数字)(3)(3)由此测得的瞬时速度由此测得的瞬时速度v v1 1和和v v2 2只是一个近似值
37、只是一个近似值,它们实质上它们实质上是通过光电门是通过光电门1 1和和2 2时的时的_,_,要使瞬时速度的测量要使瞬时速度的测量值更接近于真实值值更接近于真实值,可将可将_的宽度减小一些的宽度减小一些.1.0101.0101.01.02.52.5平均速度平均速度滑块滑块(3)v1 v2实质上是通过光电门实质上是通过光电门1和和2时的平均速度时的平均速度,要使瞬时速度的测量值更接近要使瞬时速度的测量值更接近于真实值于真实值,可将滑块的宽度减小一些可将滑块的宽度减小一些.8.8.在在“探究小车速度随时间变化规律探究小车速度随时间变化规律”的实验中的实验中,某同学测某同学测量数据后量数据后,通过计算
38、得到了小车运动过程中各计时时刻的通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表所示速度如表所示.位置编号012345时间t/s00.10.20.30.40.5速度v/(ms1)0.380.630.881.121.381.63(1)分析表中数据可知分析表中数据可知,在误差允许的范围内在误差允许的范围内,小车做运动小车做运动.(2)由于此次实验的原始纸带没有保存由于此次实验的原始纸带没有保存,另一同学想估算小车另一同学想估算小车从位置从位置0到位置到位置5的位移的位移,其估算方法如其估算方法如下下:x=(0.380.1+0.630.1+0.880.1+1.120.1+1.380.1)m=那么那么
39、,该同学得到的位移该同学得到的位移_(选填选填“大于大于”“等于等于”或或“小于小于”)实际位移实际位移,为了使计算位移的误差尽可能小为了使计算位移的误差尽可能小,你认为你认为采取什么方法更合适采取什么方法更合适?(不必算出具体数据不必算出具体数据)答案答案:(1)匀加速直线匀加速直线 (2)小于小于 总总052vvxt解析解析:(1):(1)由表中数据可以看出由表中数据可以看出,小车的速度在相等的时间间小车的速度在相等的时间间隔内增加量在误差允许的范围内相等隔内增加量在误差允许的范围内相等,故小车做匀加速直故小车做匀加速直线运动线运动.(2)(2)由由x x的表达式可以看出该同学是用每个的表
40、达式可以看出该同学是用每个0.1 s0.1 s内的初速度内的初速度来计算匀加速直线运动的位移之和来计算匀加速直线运动的位移之和,应比实际的匀加速运应比实际的匀加速运动的位移小动的位移小,为了使计算位移的误差尽可能小为了使计算位移的误差尽可能小,用用0505的过的过程中的平均速度乘总时间求位移更合适程中的平均速度乘总时间求位移更合适,即即 总总.052vvxt2.42.4实验实验:探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则知知 识识 精精 要要一一 探究弹力与弹簧伸长的关系探究弹力与弹簧伸长的关系1.1.实验目的实验目的(1)(1)探究弹力与探究
41、弹力与弹簧伸长弹簧伸长的定量关系的定量关系.(2)(2)学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.2.2.实验原理实验原理(1)(1)如图所示如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产平衡时弹簧产生的弹力与生的弹力与钩码总重力钩码总重力大小相等大小相等.(2)(2)用刻度尺测出弹簧在不同的钩码用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量拉力下的伸长量,建立坐标系建立坐标系,以纵坐以纵坐标表示弹力大小标表示弹力大小F,F,以横坐标表示弹簧以横坐标表示弹簧的伸长量的伸长量x,x,在坐标系中描出实验所测在坐标系中描出实验所测
42、得的各组得的各组(x,F)(x,F)对应的点对应的点,用用平滑的曲线平滑的曲线连接起来连接起来,根据实验根据实验所得的图线所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系就可探知弹力大小与伸长量间的关系.3.3.实验器材实验器材除轻质弹簧除轻质弹簧(一根一根),),钩码钩码(一盒一盒),),刻度尺刻度尺,铁架台外铁架台外,还需还需重垂重垂线线,坐标纸坐标纸,三角板三角板.4.4.实验步骤实验步骤(1)(1)如图所示如图所示,将铁架台放于桌将铁架台放于桌面上面上(固定好固定好),),将弹簧的一端固将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上定于铁架台的横梁上,在靠近弹在靠近弹簧处将刻度尺簧处将刻度尺(分度值为分
43、度值为mm)mm)固定固定于铁架台上于铁架台上,并用并用重垂线重垂线检查刻度尺是否竖直检查刻度尺是否竖直.(2)(2)记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L L0 0.(3)(3)在弹簧下端挂上一个钩码在弹簧下端挂上一个钩码,待钩码静止后待钩码静止后,记下弹簧下端记下弹簧下端所对应的刻度所对应的刻度L L1 1.(4)(4)用上面方法用上面方法,记下弹簧下端挂记下弹簧下端挂2 2个个 3 3个个 4 4个个钩码时钩码时,弹簧下端所对应的刻度弹簧下端所对应的刻度L L2 2 L L3 3 L L4 4并将所得数据记录在并将所得数据记录在表格中表格中.(5)(5)用
44、用x xn n=L=Ln n-L-L0 0计算出弹簧挂计算出弹簧挂1 1个个 2 2个个 3 3个个钩码时弹簧钩码时弹簧的伸长量的伸长量,并根据当地重力加速度值并根据当地重力加速度值g,g,计算出所挂钩码的总计算出所挂钩码的总重力重力,这个总重力就等这个总重力就等于弹力于弹力的大小的大小,将所得数据填入表格将所得数据填入表格.(6)(6)根据所测数据在坐标纸上描点根据所测数据在坐标纸上描点,最好以最好以弹簧弹力弹簧弹力为纵坐标为纵坐标,以弹簧的以弹簧的伸长量伸长量为横坐标为横坐标.(7)(7)按照图中各点的分布与走向按照图中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线尝试作出一条平滑的曲线(包括直
45、线包括直线).).所画的点不一定正好都在这条曲线上所画的点不一定正好都在这条曲线上,但要注意但要注意使曲线两侧的点数大致相同使曲线两侧的点数大致相同.(8)(8)以弹簧的伸长为自变量以弹簧的伸长为自变量,写出曲线所代表的函数写出曲线所代表的函数,首先尝首先尝试一次函数试一次函数,如果不行则考虑二次函数如果不行则考虑二次函数.(9)(9)解释函数表达式中常数的物理意义解释函数表达式中常数的物理意义.二二 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则1.1.实验目的实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则.2.2.实验原理实验原理等效法等效法:使
46、一个力使一个力FF的作用效果和两个力的作用效果和两个力F F1 1 F F2 2的作用效果的作用效果相同相同,都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,所以这个所以这个力力FF就是那两个力就是那两个力F F1 1和和F F2 2的合力的合力.作出力作出力FF的图示的图示,再根据再根据平行四边形定则作出力平行四边形定则作出力F F1 1和和F F2 2的合力的合力F F的图示的图示,比较比较F F和和FF的的大小和方向是否相同大小和方向是否相同.3.3.实验器材实验器材方木板方木板,白纸白纸,弹簧测力计弹簧测力计(两个两个),),三角板三角板,刻度尺刻度尺,图
47、钉图钉(若干若干个个),),细芯铅笔细芯铅笔,橡皮条橡皮条,细绳套细绳套(两个两个).).4.4.实验步骤实验步骤(1)(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.(2)(2)用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在A A点点,橡皮条的另一端拴上橡皮条的另一端拴上两个细绳套两个细绳套.(3)(3)用两个弹簧测力计分别勾住细绳套用两个弹簧测力计分别勾住细绳套,互成角度地拉橡皮条互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长到某一位置使橡皮条伸长到某一位置O,O,如图所示如图所示,记录记录两弹簧测力计两弹簧测力计的的读数读数,用铅笔描下用铅笔描下O O点的位置及此
48、时两细绳套的方向点的位置及此时两细绳套的方向.(4)(4)用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O O沿沿两条细绳方向画直线两条细绳方向画直线,按选定的按选定的标度作出这两个弹簧测力计的拉标度作出这两个弹簧测力计的拉力力F F1 1和和F F2 2的图示的图示,并以并以F F1 1和和F F2 2为邻为邻边用刻度尺作平行四边形边用刻度尺作平行四边形,过过O O点点画平行四边形的对角线画平行四边形的对角线,此对角线即为此对角线即为合力合力F F的图示的图示.(5)(5)只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同只用一个弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置样的位置O,O,记下记
49、下弹簧测力计的读数弹簧测力计的读数和和细绳的方向细绳的方向,用刻度尺用刻度尺从从O O点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉点按同样的标度沿记录的方向作出这个弹簧测力计的拉力力FF的图示的图示.(6)(6)比较力比较力FF与用平行四边形定则求出的合力与用平行四边形定则求出的合力F F在大小和方在大小和方向上是否相同向上是否相同.(7)(7)改变两个力改变两个力F F1 1和和F F2 2的大小和夹角的大小和夹角,再重复实验两次再重复实验两次.双双 基基 精精 练练1.1.在在“探究弹力与弹簧伸长的关系探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中的实验中,关于操作步骤关于操作步骤的先后顺序的先后
50、顺序,下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.先测量原长先测量原长,后竖直悬挂后竖直悬挂B.B.先竖直悬挂先竖直悬挂,后测量原长后测量原长C.C.先后顺序对实验结果无影响先后顺序对实验结果无影响D.D.先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重先后顺序对实验结果的影响程度取决于弹簧的自重答案答案:BD:BD解析解析:因本实验表示弹簧伸长量采用挂重物后总长减去原长因本实验表示弹簧伸长量采用挂重物后总长减去原长的方法的方法,而弹簧自重将导致弹簧伸长而弹簧自重将导致弹簧伸长,先竖直悬挂后再测原长先竖直悬挂后再测原长,可消除由弹簧自重带来的误差可消除由弹簧自重带来的误差,故选故选BD.BD.
