2017-2018学年高中物理 实验 研究匀变速直线运动课件 沪科版必修1.pptVIP

实验:研究匀变速直线运动 一、实验目的 1.进一步练习使用打点计时器。 2.会利用平均速度求瞬时速度。 3.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。 4.会利用v-t图像处理实验数据,并能测定匀变速直线运动的加速度。 二、实验器材 小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,刻度尺等。 三、实验原理 1.由纸带判断物体是否做匀变速直线运动。 设物体做匀变速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间间隔T内的位移分别是s1、s2、s3、…,由运动公式可得Δs=s2-s1=s3-s2=…=aT2,即连续相等的时间间隔内的位移差相等。因此,要由纸带判断物体是否做匀变速直线运动,只要看纸带上时间间隔相等的连续相邻的计数点间的距离之差是否相等即可。 2.利用打点计时器把物体的位移和对应的时间记录在纸带上,根据纸带及其数据测定做匀变速运动的物体的加速度。 (1)一物体以加速度a做匀变速直线运动,在任意两个连续相等的时间间隔(T)内的位移(sn和sn+1)之差Δs是一个常数,即Δs=sn+1-sn=aT2。 (2)由纸带求物体运动加速度的方法: ①逐差法:根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2,求出a1、a2、a3,再算出a1、a2、a3的平均值,即为我们所求的匀变速直线运动物体的加速度。“逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s1、s2、s3、…,以减小偶然误差。 ②v-t图像法:根据匀变速直线运动在某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,即 ,求出打第n个计数点时纸带的瞬时速度,再作出v-t图像,图线的斜率即为匀变速直线运动物体的加速度。 探究突破 典例剖析 随堂检测 一、实验步骤 1.把一端附有定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,如图所示。 2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面。 3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点。 4.换上新纸带,重复实验三次。 探究突破 典例剖析 随堂检测 二、数据处理 1.表格法 (1)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点,作为计数始点,以后依次每5个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4、…,如图所示。 探究突破 典例剖析 随堂检测 (2)依次测出01、02、03、04、…之间的距离s1、s2、s3、s4、…,填入表中。 探究突破 典例剖析 随堂检测 (4)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3、…的值(注意:T=0.1 s),求出a1、a2、a3、…的平均值a,它就是小车做匀变速直线运动的加速度,把计算的结果填入表中。 探究突破 典例剖析 随堂检测 2.图像法 (1)在坐标纸上建立直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示速度,并根据表格中的数据在坐标系中描点。 (2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在线上的点均匀分布在直线的两侧,偏差比较大的点忽略不计,如图所示。 ? (3)观察所得到的直线,分析物体的速度随时间的变化规律。 (4)据所画v-t图像求出小车运动的加速度 探究突破 典例剖析 随堂检测 三、误差分析 1.木板的粗糙程度不同,摩擦不均匀。 2.根据纸带测量的位移有误差,从而计算出的瞬时速度有误差。 3.作v-t图像时单位选择不合适或人为作图不准确带来误差。 探究突破 典例剖析 随堂检测 四、注意事项 1.牵引小车的钩码个数要适当,以免加速度过大而使纸带上的点太少,或者加速度太小,而使各段位移差别不大,误差增大。 2.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。 3.先接通电源,等打点稳定后,再释放小车。 4.打点完毕,立即断开电源。 5.要防止钩码落地,避免小车跟滑轮相碰,在小车到达滑轮前及时用手按住。 6.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点,一般在纸带上每隔四个点取一个计数点,即时间间隔为T=0.02×5 s=0.1 s。 7.不要逐次测量各段位移,应尽可能地一次测量完毕。 8.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。 探究突破 典例剖析 随堂检测 类型一、实验原理与操作 【例1】 在研究匀变速直线运动的实验中,某同学操作以下实验步骤,其中错误或遗漏的步骤有(遗漏步骤可编上序号G、H、…) A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处放开纸带,再接通电源 B.将打点计时器固定在平板上,并接好电路 C.把一条细绳拴在小车上,