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课件网) 第三节 测量匀变速直线运动的加速度 实验原理 1.求某点的瞬时速度: 根据求平均速度的方法,求出各计数点的速度。公式是:vn= ,T为相邻两计 数点间的时间。 2.求加速度:利用v-t图像或逐差法求加速度。 实验步骤 1.实验器材 打点计时器、纸带、复写纸、交变电源、小车、细绳、一端附有定滑轮的长木 板、刻度尺、钩码、导线等。 2.实验步骤 (1)如实验装置图所示,把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,将滑轮伸出 桌面,将打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端,连接好电路。 (2)让纸带穿过打点计时器的限位孔,将其一端夹在小车尾部正中央,把小车靠近打点计时器,在小车前端系上细绳。细绳、纸带与木板平行,且细绳、纸带、限 位孔要在一条直线上。细绳长度略短于定滑轮离地的高度,细绳跨过定滑轮,挂 上适量的钩码。 (3)启动打点计时器,然后释放小车,让它拖着纸带运动,适时阻止小车与滑轮相 碰。及时关闭电源,更换纸带,重复做三次。 (4)选择点迹清楚、没有漏点的纸带,舍弃开始点迹密集的一段,找一个合适的点 作为计时起点。为了测量方便和提高测量精度,把每打五次点的时间作为时间单 位,则时间T=0.02 s×5=0.10 s。 (5)设计表格记录实验数据,分析处理数据。 实验注意事项 1.应先开启打点计时器,后释放小车。 2.测量时把刻度尺放上后,要一次读完各个数据,且要估读到分度值的下一位。 3.计算过程中要注意有效数字的处理。 4.在作v-t图像时,应使尽可能多的点在直线上,不在直线上的点均匀分布在所作直 线的两侧,偏离直线太远的点应舍弃。 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ”。 1.作v-t图像时,所描曲线必须经过每一个点。( ) 2.为使测量更为严谨,应把打下的第一个点作为第一个测量点。 ( ) 3.“测量匀变速直线运动的加速度”的实验中打点计时器应固定在长木板上,且 靠近滑轮一端。 ( ) 4.实验中牵引小车的钩码个数越多越好。 ( ) 作v-t图像时,应使尽量多的点落在线上,离线较远的点应舍弃。 纸带上开始时打的点比较密集,点距过小,测量误差较大,故应舍去,应找一个 适当的点作为计时起点。 打点计时器应固定在长木板上远离滑轮的一端。 钩码个数太少,打点密集,钩码个数太多,打点太少,都会带来实验误差。 利用纸带求解加速度 1.画v-t图像求加速度 利用打点纸带求各计数点的瞬时速度,作出v-t图像,利用v-t图像求出加速度。 2.利用逐差法求加速度 若纸带上有7个计数点,相邻两计数点间的距离分别为s1、s2、…、s6,一般根据a1= ,a2= ,a3= ,求得小车的加速度a= = ,其中T为相邻两个计数点间的时间。 这样使所给的数据都得到了有效利用,达到了减小误差的目的。 导师点睛 如果只有5段数据,一般选用第1、2、4、5段数据,根据a1= ,a2= ,得到a= = 。 典例 在“测量匀变速直线运动的加速度”实验中,打点计时器的工作频率为50 Hz【1】。如图甲所示是一次实验时记录小车运动情况的纸带,图 中A、B、C、D、E、F、G为计数点,相邻计数点间还有四个点未画出【2】。 (1)根据运动学有关公式可求得vB=16.50 cm/s,vC= cm/s,vD=26.30 cm/s; (2)利用求得的数值在图乙所示的坐标系中作出小车的v-t图线(打A点时开始计 时),并根据图线求出小车运动的加速度【3】a= m/s2; (3)将图线延长使其与纵轴相交【4】,交点的纵坐标是 cm/s,此速度的物理 意义是 。 信息提取 【1】打点计时器的工作频率f=50 Hz,则打点周期t= =0.02 s,即两相 邻计时点间的时间为0.02 s。 【2】相邻计数点间有四个点未画出,即每五个点取一个计数点,可得相邻计数点 间的时间为T=0.1 s。 【3】v-t图像的斜率表示加速度。 【4】v-t图线与纵轴的交点表示t=0时刻的速 ... ...
