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课件网) 实验 研究匀变速直线运动 基础过关 一、实验目的 1.练习正确使用打点计时器。 2.会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。 3.会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的v-t图像, 根据图像求加速度。 二、实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸 带、细绳、钩码、① 刻度尺 、导线、电源、复写纸片。 关于打点计时器要知道以下内容: 作用 计时仪器,每隔0.02 s打一次点 工作条件 电磁打点计时器:连接② 6 V以下 交流电源 电火花计时器:连接220 V交流电源 纸带上点的意义 a.表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置; b.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 三、实验步骤 1.把附有定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③ 没有滑轮 的一端,连接好电路。 2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳的另一端挂上合适的钩码,把 纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面,如图所示。调整滑 轮的高度,使细绳与长木板 ④ 平行 。 ? 3.把小车放在靠近打点计时器处,先⑤ 接通电源 ,后⑥ 放开小车 ,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。取下纸带,换上新纸带, 重复实验二次。 4.从三条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次隔四个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中。 位置编号 1 2 3 4 5 t/s x/m v/(m·s-1) 5.计算出相邻的计数点之间的距离Δx1、Δx2、Δx3、… 6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计 数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入表格中。 7.增减所挂钩码数,再做两次实验。 四、数据处理 1.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v2-v1=v3-v2=v4-v3=…,则说明物体在相等时间内速度的增量相等, 由此说明物体在做匀变速直线运动,即a=?=?=?=… (2)沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…, 若Δx=x2-x1=x3-x2=x4-x3=…,则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx=⑦ aT2 。 2.速度、加速度的求解方法 (1)“平均速度法”求速度 vn=?,如图所示。 ? (2)“逐差法”求加速度 a1=?,a2=?,a3=?,然后取平均值,?=?,这样使所给数据全部得 到利用,以提高准确性。 (3)“图像法”求加速度 由“平均速度法”求出多个点的速度,画出v-t图像,图线的⑧ 斜率 即加速度。 说明 由实验数据得出v-t图像要注意: 根据表格中的v、t数据,在平面直角坐标系中仔细描点,作出一条直线,使同一 次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的点应均匀分布在直 线的两侧,这条直线就是本次实验得到的v-t图线,它是一条倾斜的直线,如图 所示。 五、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.纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 4.用作图法,作出的v-t图线并不是一条直线。 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。 考点突破 考点一 实验原理和实验操作 例1 用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。 ? 图1 主要实验步骤如下: a.安装好实验器材,接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。 b.选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点O(t=0),然后每隔 相同的时间间隔T选取一个计数点,如图2中A、B、C、D、E、F……所示。 ? 图2 c.通过测量、 ... ...
