实验：研究匀变速直线运动.ppt

* 1.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 2.会计算小车运动的加速度和某一时刻的瞬时速度。 实验 研究匀变速直线运动 要点归纳 【实验目的】 【实验原理】 1.打点计时器 (1)作用：计时仪器,每隔0.02 s打一次点. (2)工作条件： ①电磁打点计时器：4 V～6 V的交流电源. ②电火花计时器：220 V的交流电源. (3)纸带上各点的意义: ①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置. ②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. 2.利用纸带判断物体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内不同时 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内的位移分别为： s1,s2,s3,s4……,若Δs=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……, 则说明物体在做匀变速直线运动,且Δs=aT2. 3.速度、加速度的求解方法 (1)“平均速度法”求速度, 即vn= ,如图1所示. 图1 1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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 装置见图2所示,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行. 【实验器材】 打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源、导线、复写纸片。 【实验步骤】 3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后 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,换上新纸带,重复 三次. 图2 4.从几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,以后依次每五个点取一个计数点, 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s,并记录填入表中. v/(m·s-1) s/m 时间(t/s) 5 4 3 2 1 0 位置编号 5.计算出相邻的计数点之间的距离Δs1、Δs2、Δs3…… 交流电压4 V～6 V,利用推论(Δs=aT2)求加速. 周期是0.02 s, 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,填入上面的表格中. 7.增减所挂钩码数,再做两次实验. 【数据处理】 由实验数据得出v-t图象. (1)根据表格中的v、t数据,在 平面直角坐标系中仔细描点， 如图3可以看到,对于每次实验, 描出的几个点都大致落在一条直线上. (2)做一条直线,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v-t图象, 它是一条倾斜的直线. 图3 【实验结论】 由实验得出的v-t图象进一步得出小车运动的速 度随时间变化的规律. 有两条途径进行分析： (1)小车运动的v-t图象是一条 倾斜的直线如图4，当时间增 加相同的值Δt,速度也会增加 相同的值Δv,由此得出结论：小车的速度随时 间均匀变化. (2)既然小车的v-t图象是一条倾斜的直线,那么v 随t变化的函数关系式为v=kt+b,所以小车的速度 随时间均匀变化. 图4 【误差分析】 1.打点计时器的计时误差. 2.纸带的测量误差. 【注意事项】 1.纸带和细绳要和木板平行,小车运动要平稳. 2.实验中应先接通电源,后让小车运动;实验后 应先断开电源后取纸带. 3.要防止钩码落地和小车与滑轮相撞. 4.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. 图5 图6 答案 s1,s6或37.5,193.5 s1,s2,s3,s4,s5,s6或 37.5,69.0,100.5,131.5,163.0,193.5 B 偶然 阻力(空气阻力,振针的阻力,限位孔的阻 力,复写纸的阻力等),交流电频率不稳定,长度 测量,数据处理方法等 图7 图8 一、选择题 1.在一次实验中,某同学不知道所使用的交流电源的实际频率已 超过50 H