实验一使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度

线运动的加速度
实验器材
打点计时器结构
+〜-
凶X4
打点计时器原理
准备作业
仪器，打点频率是.
（2）在实验中，当纸带跟运动物
体连接在一起的时候，纸带上的点子也就相应地表
示运动物体在不同时刻的______________ 。

研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动
物体在不同时间里发生的_____________________ ，从而了解物体的运动情况。

（3）当接通电源后，可以看到振针上下振动，如果移动纸带，振针就在纸带上打下
一系列的点，每打两个连续的小点之间的时间间隔是______________________ 秒。

（4）在纸带上找出连续的6个点，分别标上记号0, 1, 2，3, 4，5。

设相邻的两个点之间的距离为S|，S||，S|||，S v，S V，S VI。

这些距离可用________________________________ 量出。

如果任意
两个连续的点之间的距离都相等，那么，拖着纸带运动的物体是做_________________________ 运动。

如/实验使用打点计时器测定匀变速直
（1）电磁打点计时器是一种使用电源的Hz。

甲
果任意两个连续的点之间的距离不都相等，那么，物体是做运动。

实验原理
Sill Siv
1.如图所示，物体以加速度a作匀加速直线运动，由“ 0”点经时间T、2T、3T、
4T到达“ 1”点，“2”点，“3”点、“4”各计数点，可证明：
S ii —S| = S ill —S|| = S IV—Sm = aT2
2
S iv —S|= 3aT
2•以“ V1 ”，“V2”，“V3”表示“1”，“2”，“3”各计数点的即时速度，可证明：S i + S n S n + S®S® + S w
v1
= ；v2=；v3= IT"
相关习题
1. （2004上海）用打点计时器研究物体的自由落体运动，得到如图一段纸带，测得
AB = 7.65cm , BC = 9.17cm。

已知交流电频率是50Hz,则打B点时物体的瞬时速度
为________________ m/s。

如果实验测出的重力加速度值比公认值偏小，可能的原因是
2•某同学在做匀加速直线运动的实验时，采用的打点计时器每Array隔0.02s打出一个点，每打5个点的时间作为一个计时单
位。

运动中从某一时刻起的打点纸带如图所示，并分别测得第
2个、第3个计数
点与起始点相距d2= 6.0cm, d3= 10.0cm ,则第1个、第
4个计数点与起始点分别相距d1= ________ cm,
cm/s，V2 d4 = _cm。

物体经过第1个、第2个计数点的即时速度V1 = cm/s，物
体的加速度a= _________________ cm/s2。

学生物理实验打点计时器
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3. （2007松江）利用图中所示的装置，在做“测量重力加速度”的实验中，得到了 几条较为理想的纸
带。

已知每条纸带上每 5个点取一个计数点，
即两计数点之间的时 间间隔为0.1s ,依打点先后编为 了，如图所示，根据给
出的
A 、
-——
J
66.2cm
.
P
4.（ 2006重庆）某同学用如图（a ）所示装置测量重力加速度 g,所用交流电频率为50Hz 。

在所选纸带
上取某点为 0号计数点，然后每3个点取一个计数点。

记符号如图（b ）所示。

1, 2, 3, 4,……。

由于不小心，纸带都被撕断 C 、D 四段纸带回答：
0, B （1） 在 B 、C 、 （2） 纸带A 上，打点1时重物的速度是 （3） 本实验测得当地的重力加速度大小是
D 三段纸带中选出从纸带 A 上撕下的那段应该是 _______________ （填字母）。

________ m/s （结果保留三位有效数字）。

m/s 2。

所有测量数据及其标
A
4
3 «
1M.5I3L5
Ts
163193.5
单仗；mtn
该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）方法A :
由g i=（S2 —S i）/T2,
值g= 8.667m/s2;
方法B :由g i=（S4 —S i）/3T2, =8.673m/s2。

从数据处理方法看，在S i、S2、g2 =
g2 =
足、
(S3 —S2)/T2,……g5=( S6—S5)/T2,取平均
(S5—S2)/3T2, g3=( S6—S3)/3T2,取平均值g
S4、S5、S e中，对实验结果起作用的，方法A中
电盛式打
点计时器
樨也孔
-探ft
复写纸
学生物理实验打点计时器
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有 _________ ;
方法B 中有 __________ 。

因此，选择方法 _________ （A 或B ）更合理，这样可以减 少实验的 ________ （系统或偶然）误差。

本实验误差的主要来源有 ________________________ （试举 出两条）。

5. （2005广东）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时 器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为 T = 0.10s ，其中 Si = 7.05cm 、S 2= 7.68cm 、S 3= 8.33cm 、84= 8.95cm 、S 5 = 9.61cm 、S 6 = 10.26cm ，则A 点处瞬时速度的大小是 _______________ m/s ,小车运动的加速度计算表达式为
____________________ ，加速度的大小是 ___________ m /s 2
（计算结果保留两位有效数字） 。

A
時A n 瓷S 5
订
6. （ 2006江苏）小球作直线运动时 的频闪照片如图所示。

已知频闪周 期T = 0.1s ，小球相
邻位置间距（由 照片中的刻度尺量得）分别为 OA =6.51cm , AB = 5.59cm , BC = 4.70cm , CD =
3.80cm , DE = 2.89 cm , EF = 2.00 cm 。

小球在位
置 A 时速度大小V A = ____________________ m/s ，小球运动的加速度 a = ______________ m/s 2。

7. （1999上海）为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度（轿车起动时的运动可 近似看作匀加速运
动），某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片（如图） 。

如果 拍摄时每隔2秒曝光一次，轿车车身总长为 4.5米，那么这辆轿车的加速度约为
（ ）
（A ） 1米/秒
2
（ B ） 2米/秒
2
（C ） 3米/秒
2
A S C DBF
(D ) 4米/秒2
& （2002广东）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角度速。

实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。

实验步骤：
（1）如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸
学生物理实验打点计时器
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带可以卷在圆盘侧面上。

(2) 启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。

(3) 经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。

① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为
是： ___________________________________________________ 。

② 某次实验测得圆盘半径
r = 5.50X 10-2
m ，得到的纸带的一段如下图所示，
求得角
速度为
9. (2003广东)实验装置如图1所示；一木 块放在水平
长木板上，左侧拴有一细软线， 跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连， 木块右侧与打点计时器的纸带相连，
在重物
牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地 后，木块继续向左做匀减速运动，图
2给出
了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的 一些点，试根据给出的数据，求木块与木板 间的摩擦因数 从要求写出主要的运算过程， 结果保留2位有效数字。

(打点计时器
所用交流电频率为 50Hz ，不计纸带与木块间的拉 力。

取重力加速度 g = 10m/s 2
)
紙带运动方向
10. (2001全国)一打点计时器固定在斜面上某处，一
小车拖着 穿过条点计时器的纸带从斜面上滑下，如图 出的纸带的一段。

(1) 已知打点计时器使用的交流电频率为 的数据
3=
，式中各量的意义
7.2]
6J] 6.25 5.76 5.29 4.81 4.31
（单
50Hz ,利用图2给出
O
打点计时器
1所示，图2是打
可求出小车下滑的加速度a=—
(2)为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有
学生物理实验打点计时器
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用测得的量及加速度 a 表示阻力的计算式为 f =
了4・「匸孑「13一05 7生K "卜 S 33 "F £.95 9启 1
「1026^
（单位；cm ）
11. （2007闸北）如图（a ）所示，用细线将 包有白
纸带的质量为1.00kg 的圆柱棒悬挂， 另有蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随 之转动.当烧断悬挂圆柱棒的细线后，圆柱棒 竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸带 上画出记号，如图（b ）所示，设毛笔接触 棒时不影响棒的运动。

测得记号之间的距离 依次为 26.0mm 、
42.0mm 、58.0mm 、74.0mm 90.0mm 、106.0mm ,已
知电动机铭牌上标有 “1440r/min ”字样，由此验证机械能守恒。

根据以上内容，回答下列问题：
（1 ）毛笔画相邻两条线的时间间隔 的悬挂端（填左或右），由上往下看，
电动机
毛筆—三、
5,图（b ）中的 _______________ 端是圆柱棒
_时针旋转的（填“顺”或“逆”）。

C 时，圆柱棒下落的速度
V c =
_m/s ;记号C 、D 之间棒的动能 _J （ g = 9.8 m/s 2
）。

由此可得出
T= ____
电动机是
（2）根据图（b ）所给的数据，可知毛笔画下记号 m/s ；画下记号 D 时，圆柱棒下落的速度 V D = _ 的变化量为 J ,重力势能的变化量为_ 的结论是。