用打点计时器测匀变速直线运动的加速度.ppt

* 一.电磁打点计时器和电火花计时器 1.构造 2.使用 二.用打点计时器测匀变速直线运动的加速度 用打点计时器研究匀变速直线运动,纸带如图所示。 用打点计时器研究匀变速直线运动的计算公式 (1)加速度的计算公式 (2)中间时刻的瞬时速度计算公式 打点计时器纸带分析 S6 S5 S4 S3 S2 S1 ΔS=aT2 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 逐差法的实质是将 纸带分为两大段处理。 A B C s1 s2 s3 O ⑶利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如 　 测定匀变速直线运动的加速度 ⑴纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、…，这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 … ⑵利用s1、s2、s3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。 t/s 0 T 2T 3T 4T 5T 6T v/(ms-1) ⑷利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法： ①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则 ②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如 ③利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。 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4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50Ｈz，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”）。 低, 0.08, 偏大（频率变小，则周期变大，由 可知a变小，若仍然按T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏大）。 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，其主要原因是 [ ] 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 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=1.00m/s2，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，AB＝11.0cm，BC=15.0cm，CD＝19.0cm，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 所以T=0.2s,即: Δ=0.2s s. m/s=0.85m/s. 练习2． 用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图．电源的频率为50Hz，从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点，用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm，E、F两点间距离S2=5.64cm，试写出用S1、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=_______，代入数据求出g=______． 练习3． 图是打点计时器的结构示意图，图中缺少的一个重要部件是__________，此实验中若发现打点的痕迹很轻但工作电压正常时，可能采取的措施（按操作的难易程度按先易后难进行填写）是_______________________． 永久磁铁；调整振针长度或更换复写纸；或调整振针的固有频率使之与50Hz交变电流产生的策动力共振 例3.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表： （1）计算vF的公式为vF=＿＿＿＿；（2）根据(1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0， 试在图中所给的坐标系中，作出v－t图象，并求物体的加速度a=＿＿＿＿m/s2；（3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比＿＿＿＿（选填：