高三物理一轮复习物体的运动剖析.ppt

一、实验目的 1．练习使用打点计时器(电磁打点计时器和电火花计时器)，学会用纸带研究物体的运动 2．根据△S＝aT2，判断物体的运动是否是匀变速直线运动 3．根据△S＝aT2，测定匀变速直线运动的加速度． 二、基本仪器使用 (1)打点计时器(电磁式、电火花式)是一种通过在纸带上周期性打点来记录时间的仪器，若打点周期为T，则纸带的运动 时间t等于打点间隔数n与T的乘积， 即t＝nT.与它配套的器材有：交流 电源、纸带、复写纸等． (2)研究物体运动的常用实验方法：利用纸带记录物体的运动，通过分析纸带的打点情况来把握物体的运动． 三、实验原理 (1)打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器，其工作电压为4～6伏，当电源为50 Hz交流电时，它每隔0.02秒打一次点．当物体拖着纸带运动时，打点计时器便在纸带上打出一系列点，这些点记录了运动物体的位移和发生相应位移所用的时间，据此可定量研究物体的运动． (2)根据△S＝aT2，判断物体的运动 ①若△S＝S2－S1＝S3－S2＝……＝aT2，则物体做匀变速直线运动 (3)用打上点的纸带求物体加速度的方法 测各段长度时，不要用短尺分段测量，而是从第一个计数点开始量出各计数点到第一个计数点的距离如图． ①逐差法求加速度 S4 － S1 ＝ (S4 － S3) ＋ (S3 － S2) ＋ (S2 － S1) ＝ 3a1T2 S5 － S2 ＝ 3a2T2　S6 － S3 ＝ 3a3T2 a＝ (a1＋a2＋a3) /3＝[(S4＋S5＋S6 )－ (S1＋S2＋S3 )] /(3T)2 ②图象法求加速度 四、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；两根导线． 五、实验步骤 (1)把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． (2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见下图． (3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．换上新纸带，重复实验三次. (4)从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时间的单位，也就是T＝0.02×5＝0.1 s，在选好的开始点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3……标明的点0,1,2,3……叫做记数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，S2，S3. (5)测出六段位移S1，S2，S3，……S6的长度，把测量结果填入表中． (6)根据测量结果，利用前面的公式，计算出a1、a2、a3的值，注意T＝0.02×5＝0.1 s. (7)求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度． 六、注意事项 ①要先接通电源，后让纸带运动，并且每打完一条纸带，应及时切断电源． ②开始应把小车停靠在打点计时器处，再让小车运动，以使纸带上打下足够的点 ③选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点，不必把打的第一个点作为计量起点，并做好标记供分析用，应区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般使T＝0.10 s)．选取的计数点不少于6个． ④将纸带平放在水平桌面上，用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录，不要分段测量．读数时应估读到毫米下一位． 典例剖析 例1　电磁打点计时器是一种使用________(填“高”或“低”)压交流电源的计时仪器；若电源的频率为50Hz，实验者在处理实验数据时，将每隔3个计时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为________s；如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为小于50 Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)． 课堂互动 练习 1 在用打点计时器研究匀变速直线运动时，如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量，其主要原因(　　) A．长度测量不精确 B．打点计时器打点的间隔不均匀 C．运动中受到变化的摩擦力作用 D．木板未调成水平 答案：C 例2　如图所示的部分纸带记录了“测定匀变速直线运动的加速度”实验中实验小车匀加速运动的情况，已知小车运动的加速度a＝1.00 m/s2，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，AB＝11.0 cm，BC＝15.0 cm，CD＝19.0 cm，则A与B之间的时间间隔为T＝________s，当打点计时器打C点时小车的速度是vc＝________m/s. 练习 2 　用打点计