1、 提高一分 改变一生第 1 页 共 8 页实验：研究匀变速直线运动1.实验目的来源:学科网(1)练习使用电磁打点计时器或电火花计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况.(2)测出匀变速直线运动的加速度.2.实验原理(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 交流 电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是 V，电火花打点计时器的工作电压是 V.当电源频率是 50 Hz 时，它每隔 s 打一次点.(2)若纸带上相邻点间的位移差 xn1 xn ，则物体做匀速直线运动.若xn1 xn ，则物体做匀变速直线运动.(3)根据纸带求加速度的方法：用 “逐 差 法 ”求 加 速 度 .设 相 邻 计 数
2、 点 间 的 距 离 分 别 为 x1、 x2、 x3、 x4、 x5、 x6， 根 据x4 x1 x5 x2 x6 x3 3 aT2 ( T 为相邻计数点间的时间间隔) 求出 a1 a2 a3 再算出 a1、 a2、 a3的平均值，就是物体运动的加速度.(4)用 v-t 图象法，先根据匀变速 直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度 vn Txn21，求出打第 n 个点时纸带的瞬时速度，然后作出 v-t 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度： a tv.3.实验器材电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.4
3、.实验步骤(1)安装实验装置(如图所示).(2)接通电源，释放小车，重复打纸带三条.(3)挑选纸带，确定计数点，测相邻间距.(4)用逐差法求加速度.5.注意事项来源:学#科#网 Z#X#X#K(1)计时器打出的点不清晰，可能是 或 .提高一分 改变一生第 2 页 共 8 页(2)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如果打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸的高度，使之增大一些.(3)计时器打点时，应先 ，待打点稳定后，再 .(4)拉动纸带前，应使拉动端停靠在 的位置.(5)小车的加速度应适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约 50 cm 的纸带上清楚地取出 78 个计数点为
4、宜.三、研究匀变速直线运动的其他方法来源:学科网 ZXXK研究匀变速直线 运动，除了运用纸带数据分析法之外，我们还可以通过频闪照相法、滴水法等进行分析研究.典例精析1.实验操作步骤及注意事项【例 1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上 .A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路C.换上新的纸带，再重做两次D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E.使小车停 在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G.断开电
5、源，取出纸带【拓展 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【例 2】两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，提高一分 改变一生第 3 页 共 8 页如图所示.连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知 ( )A.在时刻 t2以及时刻 t5两木块
6、速度相同B.在时刻 t3两木块速度相同C.在时刻 t3以及时刻 t4之间某瞬时两木块速度相同D.在时刻 t4以及时刻 t5之间某瞬时两木块速度相同【 例 3】 某 同 学 用 右 图 所 示 的 实 验 装 置 研 究 小车 在 斜 面 上 的 运 动 .实 验 步 骤 如 下 ：a.安 装 好 实 验 器 材 .b.接 通 电 源 后 ， 让 拖 着 纸 带 的 小 车 沿 平 板 斜 面向 下 运 动 ， 重 复 几 次 .选 出 一 条 点 迹 比 较 清 晰 的 纸带 ， 舍 去 开 始 密 集 的 点 迹 ， 从 便 于 测 量 的 点 开 始 ， 每 两 个 打 点 间 隔 取 一
7、 个 计 数 点 ， 如 下 图中 0、 1、 2、 、 6 点 所 示 .c.测量 1、2、3、6 计数点到 0 计数点的距离，分别记为 s1、 s2、 s3、 s6.d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动.e.分别计算出 s1、 s2、 s3、 s6与对应时间的比值 6321tt、 .f.以 t为纵坐标、 t 为横坐标，标出 t与对应时间 t 的坐标点，画出 ts-t 图象.来源:学科网 ZXXK结合上述实验步骤，请你完成下列任务：实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有 和 (填选项代号).A.电压合
8、适的 50 Hz 交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺D.秒表 E.天平 F.重锤将最小刻度为 1 mm 的刻度尺的 0 刻度线与 0 计数点对齐，0、1、2、5 计数点所在位置如图所示，则 s2 cm ， s5 cm.提高一分 改变一生第 4 页 共 8 页该同学在下图中已标出 1、3、4、6 计数点对应的坐标，请你在该图中标出与 2、5 两个计数点对应的坐标点，并画出 ts-t 图象.根据 ts-t 图 象判断，在打 0 计 数点时，小车的速 度v0 m/s；它在 斜面上运动的加速 度 a m/s 2.【例 4】在研究匀变速直线运动实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表格所示
9、.计数点序号 1 2 3 4 5 6计数点对应时刻(s) 0.1 0.2 0.30.4来源:学科网0.5 0.6通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0为了算出速度，合理的方法是 ( )A.根据任意两计数点的速度公式 a v/t 算出加速度B.根据实验数据，画出 v-t 图象，量出其倾角，由公式 atan 算出加速度C.根据实验数据，画出 v-t 图象，由图线上任意两点所对应的速度，用公式 a v/t 算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度提高一分 改变一生第 5 页 共 8 页A B C D E研究匀
10、变速直线运动实验题1. 打点计时器电源频率为 50Hz， （每个计数点间有四个点没有画出 ） 。 ，于是他测得 AC 长为14.56 cm、CD 长为 11.15 cm，DE 长为 13.73 cm，打 C 点时小车的瞬时速度大小为 _m/s，小车运动的加速大小为_m/s 2，AB 的距离应为_cm。 （保留三位有效数字）2.相邻计数点间的时间间隔为 0.1s。 打点计时器打下 D 点时小车的瞬时速度为 m/s， 小车的加速度为 m/s2（结果均保留两位有效数字）。3.打点计时器电源频率为 20Hz，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，计算出打下点 4 时小车的瞬时速度为_，求出小车的加速
11、度为_(要求计算结果保留三位有效数字)4.已知打点计时器电源频率为20Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为 _。24.1mm52.2mm84.0mm119.8mmA B C D E提高一分 改变一生第 6 页 共 8 页ABCD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_(计算结果保留三位有效数字)。5 （每相邻两个计数点间还有 3 个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是30Hz 的交变电流如图（下述第（1） 、 （2） 、 （3）小题结果均保留两位有效数字）（1）由以上数据计算打点计时器在打 C 点时，物体的即时
12、速度 vC 是_m/s；（2）计算该物体的加速度 a 为_m/s 2；（3）纸带上的 A 点所对应的物体的即时速度 vA=_m/s； （4）如果当时电网中交变电流的频率是 f=50Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏_（填“大”或“小” ） 6 （每两点间还有 4 个点没有画出来） ，图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为 f。如果用 S1、S2、 S3、S4、S5、S6 来表示各相邻两个计数点间的距离由这些已知数据计算：加速度的表达式为 a=_。O A B C D E F5.00 7.10 9.10 10.81 12.70
13、15.10 单位：cm CMCcm提高一分 改变一生第 7 页 共 8 页若 f=50Hz,其大小为 a=_m/s2D 点瞬时速度 v=_ m/s。 （答案均要求保留 3 位有效数字）7.（1）已知交流电的频率为 30Hz，则小车运动的加速度大小是_m/s 2，小车做_（填“匀速” 、 “匀加速”或“匀减速” ）.（保留 3 位有效数字）8 50Hz 的打点计时器，是每打 5 个点所取的记数点，但第 3 个记数点没有画出（1）该物体的加速度为 m/s2，（2）第 3 个记数点与第 2 个记数点的距离约为 cm，（3）打第 3 个点时该物体的速度为 m/s。9电源频率 f50 Hz.每隔 4 个点取 1 个计数点，到零点距离分别 SA16.6 mm，S B126.5 mm，S D624.5 mm.(1)相邻两计数点的时间间隔为_s；(2)打 C 点时物体的速度大小为_m/s(取 2 位有效数字)；(3)物体的加速度大小为_( 用 SA、SB 、SD 和 f 表示)图-2提高一分 改变一生第 8 页 共 8 页
