1、章末整合提升,重力,9.8 m/s2,gt,2gs,加速度,vtv0at,at2,123,135,122232,实验：研究匀变速直线运动,一、实验目的,1.练习打点计时器的使用、纸带数据处理和测瞬时速度的,方法.,2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(saT2). 3.测定匀变速直线运动的加速度.,二、实验原理 1.打点计时器,(1)作用：计时仪器，每隔 0.02 s 打一次点.,(2)工作条件：电磁打点计时器 6 V 交流电源；电火花计时,器 220 V 交流电源.,(3)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.,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.
2、,可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔.,匀变速直线运动，即,2.利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 (1)沿直线运动的物体在连续相等时间间隔的不同时刻的 速度分别为v1、v2、v3、v4、，若v2v1v3v2v4v3， 则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做,(2)设相邻点之间的位移为s1、s2、s3、，如图21所示.,图 2-1,若s s2 s1 s3 s2aT2常数0，则物体做,匀变速直线运动.,3.速度的求解方法,图 2-2,4. 利用纸带求被测物体的加速度有三种方法,(3)用 vt 图象求加速度：,根据 v、t 数据，在直角坐标系中仔细描点.作一条直
3、线，使同一 次实验得到的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，这条直线就是本次实验的 vt 图线， 它是一条倾斜的直线.图线的斜率即为物体运动的加速度.,三、实验器材,打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细,绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线.,四、实验步骤,1.按图 2-3 所示，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没有滑 轮的一端，连接好电路.,图 2-3,2.把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上 适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小 车上，用手拉住小车.,3.
4、先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时 器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重 复 3 次.,4.从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开始一些比较 密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方 便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即 T0.1 s，正确使用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离 s1、s2、 s3、sn，并填入设计的表格中.利用某一段时间的平均速度 等于这段时间中间时刻的瞬时速度求出各计数点的瞬时速度.,6.作出 vt 图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度.,5.用逐差法计算加速度的值.,五、注意事项,1.细绳尽可能与平板平行，
5、以确保细绳对小车的拉力不变. 2.开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器.,3.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约 50 cm 的,范围内清楚地取 78 个计数点为宜.,4.要防止钩码落地撞坏、小车跟定滑轮相撞，应采取一些,防范措施.,5.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把计时 器打出的 5 个点作为 1 个计数点).选取的计数点不少于 6 个. 6.不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统 一量出到计数起点 0 之间的距离).读数时估读到毫米的下一位.,六、误差分析,1.根据纸带测量的位移有误差.,2.电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等. 3.纸
6、带运动时打点不稳定引起测量误差.,4.用作图法，作出的 vt 图象并不是一条直线.,5.木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度,只能是所测量段的平均加速度.,【例 1】如图 2-4 所示是“研究匀变速直线运动”实验中获 得的一条纸带，O、A、B、C、D 和 E 为纸带上六个计数点， 加速度大小用 a 表示.,图 2-4,(1)OD 间的距离为_cm.,(2)图 2-5 是根据实验数据绘出的 st2 图线(s为各计数点至 同一起点的距离 ) ，斜率表示 _ ，其大小为 _m/s2(结果保留三位有效数字).,图 2-5,【例 2】如图 2-6 所示是某同学在做匀变速直线运动实验中,获得的
7、一条纸带.,(1)已知打点计时器电源频率为 50 Hz，则纸带上打相邻两,点的时间间隔为_.,(2)A、B、C、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点 间有四个点没有画出.从图中读出 A、B 两点间距 s_； C 点对应的速度是_(结果保留三位有效数字).,图 2-6,解析：C 点的瞬时速度等于 BD 段的平均速度. 答案：(1)(1)0.02 s (2)0.71 cm 0.100 m/s,【触类旁通】 1.(2012 年汕尾模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中， 若已算出各点的时刻所对应的瞬时速度，则计算加速度最合理,的方法是(,),D.依次算出通过连续两计数点的加速度，算出平均值作为
8、小车的加速度,解析：方法 B 偶然误差较大，方法 D 实际上仅由始末两个 速度决定，偶然误差也比较大，只有利用实验数据画出对应的 vt 图象，才可充分利用各次测量数据，减少偶然误差.由于在 物理图象中，两坐标轴的分度大小往往是不相等的，根据同一 数据，可以画出倾角不同的许多图线，方法 A 是错误的，另外 测量角度误差较大.正确的方法是根据图线找出不同时刻所对,确的.,答案：C,2.(2013 年惠州东江中学期中)(1)打点计时器是利用_ (填“直流”或“交流”)电源进行工作的计时仪器，若电源频 率为 50 Hz, 则它们每隔_秒打一个点，其中电火花打点计 时器所用电压为_V.,(2) 在“研究
9、匀变速直线运动”实验中，某同学由打点计 时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上每两个计 数点间还有四个点未画出(两计数点间时间 T0.1 s).其中 s1 3.01 cm，s26.51 cm，s310.5cm，s414.99 cm，s520.01 cm， s625.50 cm.,图 2-7 接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的时,间关系应当是(,),A.先接通电源，再释放纸带 B.先释放纸带，再接通电源 C.释放纸带的同时接通电源 D.不同的实验要求不同,实验记录的s1、s2、s3、s4、s5、s6六组数据中记录有误 的数据是_.(用数据前的符号表示) 小车运动的加速度计算表达式为_(用纸带上 字母表示，两计数点间时间为 T).加速度的大小是_m/s2. (结果保留到小数点后面两位),利用以上数据可求得 A 点的瞬时速度大小为(,),A.0.476 m/s C.0.851 m/s,B.0.525 m/s D.0.048 m/s,答案：(1)交流 0.02 220,(2)A,s3,A,
