实验1研究匀变速直线运动.ppt

实验一　研究匀变速直线运动 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图象，根据图象求加速度。 实验原理 注意事项 1．平行：纸带和细绳要和木板平行。 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，要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。 4．减小误差：小车的加速度要适当大些，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。 5．纸带选取：选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。 6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏，而导致误差过大)，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧。 热点一　实验操作及数据处理 【例1】　[2013·广东卷，34(1)]研究小车匀变速直线运动的实验装置如图1(a)所示，其中斜面倾角θ可调。打点计时器的工作频率为50 Hz。纸带上计数点的间距如图(b)所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。 (1)部分实验步骤如下： A．测量完毕，关闭电源，取出纸带 B．接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车 C．将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连 D．把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是：__________(用字母填写)。 (2)图(b)中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝______ s。 (3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________。 (4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________。 (1)运动性质的判断：看相邻计数点间的距离特点。 (2)瞬时速度求解：采用平均速度法求某一点的瞬时速度。 (3)加速度的求解：计数点间距离的给定有两种：相邻计数点间距离和各计数点到O点的距离，计算时后者要先转换为前者，如框图所示。 【变式训练】 1．(1)在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有助于减小实验误差的是________(填正确答案标号)。 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 (2)某次实验纸带的记录如图2所示，纸带上O、A、B、C、D、E、F、G为计数点，每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，由图可知纸带的加速度为a＝________，在打D点时纸带的速度为vD＝________(保留两位有效数字)，F到G的距离为xFG＝________。 图2 解析　(1)选取计数点可以使用于测量的相邻点的间隔增大，在用直尺测量这些点间的距离时，误差较小，因此A正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，那么打出的点就过密，长度测量的误差较大，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是，适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B项错，D项对；为了减小长度测量的误差，应舍去纸带上过于密集和点迹不清晰的点，因此C项正确。 【例2】　(2014·全国大纲卷，22)现用频闪照相方法来研究物块的变速运动。在一小物块沿斜面向下运动的过程中，用频闪相机拍摄的不同时刻物块的位置如图3所示。拍摄时频闪频率是10 Hz；通过斜面上固定的刻度尺读取的5个连续影像间的距离依次为x1、x2、x3、x4。已知斜面顶端的高度h和斜面的长度s。数据如下表所示。重力加速度大小g＝9.80 m/s2。 单位：cm 根据表中数据，完成下列填空： (1)物块的加速度a＝________m/s2(保留3位有效数字)。 (2)因为________________，可知斜面是粗糙的。 【变式训练】 2.伽利略在《两种新科学的对话》一书中，提出猜想：物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动，同时他还用实验验证了该猜想。某小组依据伽利略描述的实验方案，设计了如图4所示的装置，探究滑块沿斜面下滑是否做匀变速直线运动。实验操作步骤如下： ①让滑块从离挡板某一距离x处由静止沿某一倾角θ的斜面下滑，并同时打开装置中的阀门，使水箱中的水流到量筒中； ②当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(假设水均匀稳定地流出)； ③记录下量筒收集的水量V； ④改变滑块起始位置离挡板的距离x，重复以上操作； ⑤测得的数据见表格。 (1)该实验利用量筒中收集的水量来表示________(填正确答案标号)。 A．水箱中水的体积 B．水从水箱中流