研究匀变速直线运动 1．实验器材 电火花计时器(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。 2．实验步骤 (1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源。 (2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面。 (3)把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车。 (4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。 (5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。 3．注意事项 (1)平行：纸带、细绳要和长木板平行。 (2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带。 (3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 (4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，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6～7个计数点为宜。 规律方法总结 1．数据处理 (1)目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等。 (2)处理的方法 ①分析物体的运动性质———测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质。 ②利用逐差法求解平均加速度 a1＝，a2＝，a3＝?a＝。 ③利用平均速度求瞬时速度 vn＝＝。 ④利用速度－时间图象求加速度 A．作出速度－时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度； B．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。 2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。 (2)Δx是两个连续相等的时间里的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。 (3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)。 (4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必然是个恒量。这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等． 例1 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条纸带，如图所示，并且每隔四个计时点取一个计数点，已知每两个计数点间的距离为s，且s1＝0.96 cm，s2＝2.88 cm，s3＝4.80 cm，s4＝6.72 cm，s5＝8.64 cm，s6＝10.56 cm，电磁打点计时器的电源频率为50 Hz。计算此纸带的加速度大小a＝_____m/s2，打第4个计数点时纸带的速度大小v＝_____m/s。 【解析】 记数点间的时间间隔T＝0.1 s。根据逐差法有：s6－s3＝3a1T2，s5－s2＝3a2T2，s4－s1＝3a3T2，代入数值求出a1、a2、a3，最后求平均值，得a＝1.92 m/s2。第4个计数点是3、5的中间时刻点，其瞬时速度等于3、5间的平均速度，故v4＝＝0.768 m/s。 【答案】 1.92 0.768 例2 如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。所接电源是频率为50 Hz的交流电。 (1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm) s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4 s6－s5 各位移差与平均值最多相差_____cm，由此可以得出结论：小车的运动是_____。 (2)两个相邻计数点间的时间间隔Δt＝_____s。 (3)物体的加速度的计算式a＝_____，加速度a＝_____m/s2。 (4)计算打计数点B时小车的速度vB＝_____m/s。 (5)在右图中绘出v－t图线，并确定物体的加速度a＝_____m/s2。 【解析】 (1)数据表(单位：cm) s2－s1 s3－s2 s4－s3 s5－s4 s6－s5 1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 由数据表分析可知：各位移差与平均值最多相差0.05 cm，在误差范围内相邻相等时间内的位移差近似相等，因此可 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
