打点计时器求纸带加速度
打点计时器实验
TT T
T
T
T
1:
v1
S1 S2 2T
2:
v2
S2 S3 2T
3:
v3
S3 S4 2T
4:……
三.数据处理
如何计算纸带的加速度 2.公式法
TT T
T
T
假设纸带做匀加速直线运动?
T
为什么要这样假设?
S S2 S1 S3 S2 S4 S3 S5 S4 S6 S5
• 1~2之间的(平均)加速度是多少?
实验:利用打点计时器测量加速度
一.实验仪器 二.实验步骤 三.数据处理
一.实验仪器
• 电火花打点计时器 • 纸带 • 导线 • 220V交流电源 • 木板 • 小车 • 重锤 • 刻度尺
二.实验步骤 ①将木板一端垫起,另一端抵在桌边挡板处,构成一
个斜面 ②将打点计时器固定在斜面的顶端,将纸带一端固定
三.数据处理
判断运动状况(公式法)
T 0.04s
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
计数点
间的距 离Sn
2.71
4.05
5.65
7.19
8.80 10.35 11.90 13.41
(cm)
Sn-Sn-1 (cm)
1.34 1.60 1.54 1.61 1.55 1.55 1.51
匀变速直线运动:S S2 S1 S3 S2 S4 S3 S5 S4 S6 S5 ①匀加速直线运动 S 0
a12
v2 v1 T
S3 S2 2T 2
S2 S1 2T 2
S3 S1 2T 2
如何推导?
• 1~3之间的(平均)加速度是多少?
打点计时器+计算加速度
打点计时器计算加速度一.实验题(共8小题)1.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为m/s,加速度大小为m/s2.(结果均保留2位有效数字)2.某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器.实验步骤如下:①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△t;③用△s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),表示滑块在挡光片遮住光线的△t时间内的平均速度大小,求出;④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;⑤多次重复步骤④⑥利用实验中得到的数据作出﹣△t图,如图(c)所示完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用v A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与v A、a和△t的关系式为= .(2)由图(c)可求得,v A= cm/s,a= cm/s2.(结果保留3位有效数字)3.在做“研究匀变速直线运动”的实验中:(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是.(2)根据打点计时器打出的纸带,我们可以直接得到的物理量是A.瞬时速度 B.加速度 C.时间间隔 D.平均速度(3)如图1所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度(4)以A点为计时起点,在坐标图2中画出小车的速度﹣时间关系线.(5)根据你画出的小车的速度﹣时间关系图线计算出小车的加速度a= m/s2.4.如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动的实验装置.(1)某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图乙所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为s.(2)电火花计时器使用的电源是.A.220V交流电源 B.220V直流电源C.6V以下交流电源 D.6V以下直流电源(3)用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,打C点时小车的速度大小为m/s.加速度大小为m/s2(4)如果当时电网中交变电源的电压变成210V,打计时点的周期不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值将.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)5.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x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.31cm,x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.25cm,(计算结果保留两位有效数字)(1)A点处瞬时速度的大小是m/s;(2)小车运动的加速度计算表达式为,加速度的大小是m/s2.6.如图是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,相邻的两计数点之间有四个计时点没画出来,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s1=5.18cm,s2=4.42cm,s3=3.62cm,s4=2.78cm,s5=2.00cm,s6=1.20cm.(所有结果均保留两位有效数字)(1)物体的加速度大小a= m/s2,方向(填A→B或B→A);(2)打点计时器打计数点3时,物体的速度大小v3= m/s.7.某实验小组用如图1所示的装置测定重力加速度.将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落.(1)下列实验操作步骤正确的是.(填正确答案标号)A.实验所用的重物可用实心泡沫球B.应调整打点计时器,使其两限位孔连线在竖直方向C.实验时应先使重物靠近打点计时器D.实验时先释放重物后再接通电源(2)已知打点计时器所接电源频率为50Hz.实验中得到的一条纸带如图2所示,从比较清晰的点起,每2个点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、4.测得x1=29.3mm,x2=45.6mm,x3=60.3mm,x4=76.2mm,则重物在打下点2时的速度大小为m/s,重物的加速度大小为m/s2.(结果保留三位有效数字)(3)该实验中测得的重力加速度偏小,其主要原因是.8.(1)在“用打点计时器测速度”的实验中用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,电磁打点计时器和电火花计时器使用的是(填“直流”或“交流”)电源,它们是每隔s 打一个点.(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作间的顺序关系是(填字母序号)A.先接通电源,后让纸带运动B.先让纸带运动,再接通电源C.让纸带运动的同时接通电源D.先让纸带运动或先接通电源都可以(3)在研究某物体的运动规律时,打点计时器打下如图所示的一条纸带.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,相邻两计数点间还有四个点未画出.由纸带上的数据可知,打A点时物体的速度v A= m/s,物体运动的加速度a= m/s2(结果保留三位有效数字).打点计时器计算加速度参考答案与试题解析一.实验题(共8小题)1.某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间.实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示.实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车.在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b)可知,小车在桌面上是从右向左(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为0.19 m/s,加速度大小为0.038 m/s2.(结果均保留2位有效数字)【解答】解:(1)由于用手轻推一下小车,则小车做减速运动,根据桌面上连续6个水滴的位置,可知,小车从右向左做减速运动;(2)已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴,那么各点时间间隔为:T=s=s根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有:v A= m/s=0.19m/s,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:a= m/s2=﹣0.038 m/s2.负号表示方向相反.故答案为:(1)从右向左;(2)0.19,0.038.2.某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度的之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的挡光片、光电计时器.实验步骤如下:①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近:将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间△t;③用△s表示挡光片沿运动方向的长度(如图(b)所示),表示滑块在挡光片遮住光线的△t时间内的平均速度大小,求出;④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;⑤多次重复步骤④⑥利用实验中得到的数据作出﹣△t图,如图(c)所示完成下列填空:(1)用a表示滑块下滑的加速度大小,用v A表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则与v A、a和△t的关系式为= .(2)由图(c)可求得,v A= 52.1 cm/s,a= 16.3 cm/s2.(结果保留3位有效数字)【解答】解:(1)某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则等于挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度,根据速度时间公式得:.(2)由知,纵轴截距等于v A,图线的斜率k=,由图可知:v A=52.1cm/s,a=2k=2×cm/s2=16.3cm/s2.故答案为:(1);(2)52.1,16.3.3.在做“研究匀变速直线运动”的实验中:(1)实验室提供了以下器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸、弹簧测力计.其中在本实验中不需要的器材是弹簧测力计.(2)根据打点计时器打出的纸带,我们可以直接得到的物理量是 CA.瞬时速度 B.加速度 C.时间间隔 D.平均速度(3)如图1所示是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,打点计时器打点的时间间隔T=0.02s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm.下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度(4)以A点为计时起点,在坐标图2中画出小车的速度﹣时间关系线.(5)根据你画出的小车的速度﹣时间关系图线计算出小车的加速度a= 0.64 m/s2.【解答】解:(1)本实验中不需要测量力的大小,因此不需要的器材是弹簧测力计;(2)打点计时器每隔0.02s打一个点,根据打点计时器打出的纸带,我们可以直接得到的物理量是时间间隔,而其它是要通过计算得到的,故ABD错误,C正确;(3)根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知:v D===0.864 m/s,v E===0.928 m/s;(4)小车的速度﹣时间关系图线如图所示:;(5)在v﹣t图象中,图线的斜率表示加速度的大小,则:a==0.64m/s2;因此加速度的范围,a=(0.64±0.01)m/s2;故答案为:(1)用打点计时器研究匀变速直线运动,不用弹簧测力计;(2)C;(3)0.864,0.928;(4)如图所示;(5)0.64±0.01.4.如图甲所示,是研究小车做匀变速直线运动的实验装置.(1)某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图乙所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s.(2)电火花计时器使用的电源是 A .A.220V交流电源 B.220V直流电源C.6V以下交流电源 D.6V以下直流电源(3)用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,打C点时小车的速度大小为0.25 m/s.加速度大小为0.40 m/s2(4)如果当时电网中交变电源的电压变成210V,打计时点的周期不变,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值将不变.(填“偏大”、“偏小”或“不变”)【解答】解:(1)打点计时器的打点的时间间隔为0.02s,由于每五个点取一个计数点,则相邻计数点之间的时间间隔为0.1s,(2)电火花打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,实验室中的电火花计时器的工作电压是220V,故选A(3)C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,则==0.25m/s.因为连续相等时间内的位移之差△x=0.40cm,根据△x=aT2得,加速度a=(4)电网电压变化,并不改变打点的周期,故测量值与实际值相比不变.故答案为:(1)0.1 (2)A (3)0.25 0.40 (3)不变5.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x1=7.05cm,x2=7.68cm,x3=8.31cm,x4=8.95cm,x5=9.61cm,x6=10.25cm,(计算结果保留两位有效数字)(1)A点处瞬时速度的大小是0.86 m/s;(2)小车运动的加速度计算表达式为a=,加速度的大小是0.64 m/s2.【解答】解:x1=7.05cm=0.0705m,x2=7.68cm=0.0768m,x3=8.31cm=0.0831m,x4=8.95cm=0.0895m,x5=9.61cm=0.0961m,x6=10.25cm=0.1025m利用匀变速直线运动的推论得:v D==0.86m/s.由于相邻的计数点间的位移之差不等,故采用逐差法求解加速度.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:x4﹣x1=3a1T2x5﹣x2=3a2T2x6﹣x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值:得:a=(a1+a2+a3)小车运动的加速度计算表达式为a=代入数据得a=0.64m/s2.故答案为:0.86,a=,0.646.如图是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,相邻的两计数点之间有四个计时点没画出来,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s1=5.18cm,s2=4.42cm,s3=3.62cm,s4=2.78cm,s5=2.00cm,s6=1.20cm.(所有结果均保留两位有效数字)(1)物体的加速度大小a= 0.80 m/s2,方向A→B (填A→B或B→A);(2)打点计时器打计数点3时,物体的速度大小v3= 0.32 m/s.【解答】解:(1)根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:s4﹣s1=3a1T2s5﹣s2=3a2T2s6﹣s3=3a3T2为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:a=(a1+a2+a3)代入题目告诉的已知条件,即小车运动的加速度计算表达式为:a===80cm/s2=﹣0.80纸带向左运动,加速度的方向由A→B(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小.v3===32cm/s=0.32m/s故答案为:(1)0.80 A→B (2)0.327.某实验小组用如图1所示的装置测定重力加速度.将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落.(1)下列实验操作步骤正确的是BC .(填正确答案标号)A.实验所用的重物可用实心泡沫球B.应调整打点计时器,使其两限位孔连线在竖直方向C.实验时应先使重物靠近打点计时器D.实验时先释放重物后再接通电源(2)已知打点计时器所接电源频率为50Hz.实验中得到的一条纸带如图2所示,从比较清晰的点起,每2个点取一个计数点,分别标明0、1、2、3、4.测得x1=29.3mm,x2=45.6mm,x3=60.3mm,x4=76.2mm,则重物在打下点2时的速度大小为 1.32 m/s,重物的加速度大小为9.63 m/s2.(结果保留三位有效数字)(3)该实验中测得的重力加速度偏小,其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力.【解答】解:(1)A、实验所用的重物应质量大一些,故A错误.B、实验时应调整打点计时器,使其两限位孔连线在竖直方向,故B正确.C、实验时应先使重物靠近打点计时器,故C正确.D、实验时应先接通电源,再释放小球,故D错误.故选:BC.(2)点2的瞬时速度实用标准文案文档大全==1320mm/s=1.32m/s , 根据△x=aT 2,运用逐差法得,物体的加速度a===9630mm/s 2=9.63m/s 2.(3)该实验中测得的重力加速度偏小,其主要原因是实验中存在摩擦力及空气的阻力. 故答案为:(1)BC (2)1.32 9.63 (3)实验中存在摩擦力及空气的阻力8.(1)在“用打点计时器测速度”的实验中用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz ,电磁打点计时器和电火花计时器使用的是 交流 (填“直流”或“交流”)电源,它们是每隔 0.02 s 打一个点.(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作间的顺序关系是 A (填字母序号) A .先接通电源,后让纸带运动 B .先让纸带运动,再接通电源 C .让纸带运动的同时接通电源 D .先让纸带运动或先接通电源都可以(3)在研究某物体的运动规律时,打点计时器打下如图所示的一条纸带.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz ,相邻两计数点间还有四个点未画出.由纸带上的数据可知,打A 点时物体的速度v A = 0.337 m/s ,物体运动的加速度a= 0.393 m/s 2(结果保留三位有效数字).【解答】解:(1)打点计时器使用的是交流电源,它们每隔0.02s 打一点.(2)实验时,应先接通电源,再释放纸带,实验前,小车应紧靠打点计时器,故选:A .(3)打点的时间间隔为0.02s ,由于相邻两计数点间还有四个打点未画出,则相邻两个计数点间所对应的时间T=0.1s . B 点的瞬时速度为: v B ==cm/s=m/s=0.337m/s , 根据△x=aT2,运用逐差法得:a==cm/s 2=m/s 2=0.393m/s 2.故答案为:(1)交流,0.02;(2)A ;(3)0.337 0.393。
用打点计时器测量加速度速度-实验报告
测定匀变速直线运动的加速度-实验报告班级________ 姓名________时间_________一、实验目的1、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法2、测定匀变速直线运动的加速度和计算打下某点时的瞬时速度。
二、实验原理1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:若x1、x2、x3、x4……为相邻计数点间的距离,若△x=x2-x1=x3 -x2=……=c(常数),即连续相等的时间间隔内的位移差是恒量,则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。
2、利用某段时间里的平均速度等于该段时间中点的瞬时速度来计算打下某点时的瞬时速度.3、由纸带求物体加速度的方法:(1)根据Xm-Xn=(m-n)aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),选取不同的m和n,求出几个a,再计算出其平均值即为物体运动的加速度。
(2)用V-t图像求物体的加速度:先根据时间中点的瞬时速度等于该段时间的平均速度求几个点的瞬时速度,然后做出V-t图像,图线的斜率就是物体运动的加速度。
***逐差法: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T里的位移分别是X1、X2、X3……则有:△X=X2-X1=X3-X2=X4-X3=……=aT2.由上式还可得到 :X4-X1=(X4-X3)+(X3-X2)+(X2-X1)=3aT2同理有X5-X2=X6-X3=……=3aT2可见,测出各段位移X1、X2……即可求出a1、a2、a3……,再算出a1、a2、a3……的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
三、实验器材四、实验步骤五、分析与处理实验数据1、.纸带采集2、实验数据记录3、计算加速度(用计算和V-T图像两种方法)和某点的瞬时速度六、实验误差分析。
实验1.用打点计时器测速度 计算加速度
学点2 用打点计时器测量瞬时速度
⑴电磁打点计时器和电火花计时器的结构和原理。 ⑵练习使用打点计时器,利用打上点的纸带研究物体的运动情况。 ⑶用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤: ①把打点计时器固定在桌子上。 ②按照说明把纸带装好。 ③启动电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一系列的点。 随后立即关闭电源。 ④取下纸带,从能够看清的某个点开始,每隔0.1 s,即每5个 点取1个“测量点”标出0,1,2,„,5,如图1-4-3所示。
打点计时器是利用在纸带上所打出的点计时的,由于打点 计时器每隔相同的时间(即打点周期T)打一次点,所以,只 要在纸带上做出从某打点A到另一打点B间的间隔数n,就可 以知道A→B的时间为t=nT。
压交流电源,它每隔一个周期打一个点,因此纸带上的两个点之间的时 间间隔为交流电的周期,使用打点计时器时,纸带应穿过限位孔,复写 纸套在定位轴上,打点时要先接通电源再让纸带运动。 1
使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中: A、B、D、E、C ⑴在如下基本步骤中,正确的排列顺序为____________________ 。 A.把电火花计时器固定在桌子上 B.安放纸带 C.松开纸带让物体带着纸带运动 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关,进行打点 ⑵在安放纸带时,要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________ 纸盘轴 上, 墨粉纸盘 还要检查_____________ 是否夹在纸带之间。
(1)
图1-4-6
ห้องสมุดไป่ตู้(2)
【例3】在研究物体做变速直线运动的实验中,根据实验数据算出了物 体在各不同时刻的瞬时速度如下表 ⑴画出物体的v-t图象。 ⑵若0到1两测量点间距离Δx=5.6 cm,试求出t=0.06 s时的瞬时速度。
打点计时器求速度加速度习题
• 某次实验用打点计时器交流电的频率为 50Hz,图中O点为纸带的第一个点,接下来 的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点 取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是 减速?在打出A、F这两点的时间间隔中, 纸带运动的平均速度是 ,B点的瞬时 速度为 。
• 打点计时器使用的交流电频率f=50Hz. 下图 是某同学在正确操作下获得的一条纸带,A、 B、C、D、E每两点之间还有4个点没有标 出.写出用s1、s2、s3、s4以及f来表示小车 加速度的计算式:a= . 根据纸带所 提供的数据,算得小车的加速度大小 • 为 m/s2(结果保留两位有效数字).
• 一位同学打出的纸带如图实-10所 • 示,A点为打下的第一个点,0、1、2、3、 4、5、6为连续的点,现测得s1、 s2、s3、 • s4、s5、s6分别为4.03 cm、4.42 cm、 4.80 cm、5.18 cm、5.57 cm、5.95 cm, 请你根 • 据这条纸带推算此落体过程的加速度a为 ________ m/s2.(保留三位有效数字)
?某次实验用打点计时器交流电的频率为50hz图中o点为纸带的第一个点接下来的前几个点模糊因此从a点开始每打五个点取一个计数点推测纸带的运动是加速还是减速
打点计时器求速度加速度习题
• .用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器, 测定小车速度,某次实验中得到一条纸带, 如下图所示,从比较清晰的点起,每五个 打印点取一个记数点,分别标明0、l、2、3、 4……,量得0与 1两点间距离x1 = 30mm, 3与4两点间的距离x2 = 48mm,则小车在0 与1两点间平均速度为 m/s。
• .某次实验纸带的记录如图4-2-15所示, 从A点起每隔5个点取一计时点,则D点的对 应速度为________m/s,物体运动的加速 度为________ m/s2.
实验_用打点计时器测量物体的速度及加速度
Ⅰ.课堂导入考点分析:(1)考查重点:利用打点计时器测出物体运动速度,得到v-t图像,从而分析物体运动情况。
(2)2016高考考向前瞻:运动图像。
考查从图线斜率、面积、正负等判断物体的运动情况,并近而延伸至对受力和功能关系的综合分析。
Ⅱ.同步讲解一、要点提纲:打点计时器1. 仪器介绍打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一个点(由于电源频率是50Hz)。
纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上所打点的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2. 分类(1)电磁打点计时器图示是电磁打点计时器的构造图,图中标出了几个主要部件的代号及名称。
当给电磁打点计时器通电后,线圈产生磁场,放在线圈中的振片被磁化,由于线圈通的是交变电流,电流方向不断变化,振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来.当交变电流的频率是50 Hz时,电磁打点计时器的振针每0.02 s打下一个点。
(2)电火花计时器图示是电火花计时器的构造图.图中标出了几个主要部件的代号,它们的名称见图。
电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器.当电源的频率是50Hz 时,它的脉冲放电周期也是0.02s,即每隔0.02s 打下一个点。
[试一试]1.打点计时器能使用直流电源吗?为什么?答:不能。
因为直流电无法改变电流方向,交流电可以使针或者火花塞放电打点假设交流电源的频率不是50Hz,而是60 Hz,打点计时器还是每隔0.02 s打一个点吗?这时它将每隔多长时间打下一个点?答:不是。
此时,即每隔打下一个点3. 使用(1).电磁打点计时器的使用①用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面.通电,振片带动振针打点.若纸带运动,其上就会留下一行小点。
(穿孔压复通电打点)②如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离,运动时间可由该距离上点痕的数目计算。
(2).电火花计时器的使用①使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔.当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
打点计时器求纸带加速度
4.00 7.20 11.20 16.00
C ·
·
D ·
·
E ·
·
F ·
2,把一电火花计时器固定在斜面上某处,一小车拖着穿过打 点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示已知打点计时器 使用的交流电频率为50 Hz, .
(1)计算打点计时器打A点和B点时小车的速度vA和vB 分别为多少?(2)小车下滑的加速度为多少.
根据打点计时器打出的纸带求加速度方法:
1,求出各点瞬时速度,做出V-t图像,由图像 求加速度?
2,利用逐差法求加速: X aT
2
X
X 1 aT 2
4
2
X 3 X 2 aT
2
4 1
2
X
1
X 3 aT 4
2
X
X ห้องสมุดไป่ตู้ 3aT
X
X
5
X 2 3aT
X 3 3aT
再加:学习报第八期(能力测试题)第11和14题 今晚交 明晚交(45分钟)第二章章末检测及以前的全部 内容 周一抽查(没有看懂就抄答案的)同学上 黑板做。
电磁打点计时器是一种________仪器,使用 ________电源,工作电压________伏,当电源 频率为50赫时,它每隔_______打一次点。
右图表示某物体做直线运动的 v—t图像,从图可知OA段、AB 段、BC段、CD段的加速度分 别是______m/ s2、 ______m/s2、______m/ s2、 ______m/ s2,物体在14s内的 总位移、总路程分别是 ________m、______m。
.ADE;自由落体
15.在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点记时 器打出的一条纸带中的某段如图所示,若A,B,C …… 点间的时间间隔均为0.10 s,从图中给定的长度,求小 车的加速度大小是 ,打下C点时 小车的速度大小是 。
人教版物理必修一课件:实验题-纸带求速度与加速度 (共18张PPT)
明了他对各个计数点间距离的测量结果.(单
位:cm)
T=0.1s
计算
C点速度=
m/s
提示:中时速度=平均速度
C点速度= 0.676 m/s 1 v C v B D S 2 B T D S 3 2 T S 4 ( 5 .9 7 0 5 .5 .2 s ) 0 7 .0 m 1 0 .6m 7 /s6
• 9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021 1:15:56 PM • 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2021/3/142021/3/142021/3/14Mar-2114-Mar-21 • 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/142021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021 • 13、志不立,天下无可成之事。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021
s1s2s1aT 2 s2s3s2aT2 s3s4s3aT2
……
s4s1(s4s3)(s3s2)(s2s1) a2 T a2 T a2 T 3a2 T
同理,可得
s3s12aT 2 s5s2 3aT 2 s6s2 4aT 2
s3s1 2aT2
a
s3 s1 2T 2
虽然用
a
s3 s1 2T 2
可以求纸带的加速度,但只利用一
高中物理:用分组法求纸带加速度知识点分析 人教版必修1
用“分组法”求纸带的加速度打点计时器是中学物理实验中的重要计时仪器.与打点计时器相关的分组实验和创新实验比较多,如研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒定律等等,随着新课标理念的逐步推广,高考中涉及到打点计时器和以打点计时器为原型的创新题也越来越多,对学生的联想能力和知识迁移能力的要求也越来越高.打点计时器中关于纸带问题的分析一直是高考中的一个热点,也是很多同学容易失分的一个知识点.如07年广东高考关于纸带分析的实验题竟是全卷得分率最低的一道题之一(平均得分仅2.41分).纸带处理常常出错,关键还是同学们对如何求速度、加速度存在一定的问题,特别是如何求加速度,最容易出错.(一)邻差法、逐差法、分组法求纸带加速度的比较我们知道,纸带计算加速度,主要是利用2aT s =∆进行求解,如图1所示纸带:(1)邻差法:设计数点的时间间隔为T ,若直接利用2aT s =∆进行求解,则 2121T s s a -=,2232T s s a -=,……2565Ts s a -= 可得纸带加速度的平均值216256223212521555Ts s T s s T s s T s s a a a a -=-++-+-=+++= 这种方法叫邻差法,显然,这种用邻差法求加速度的方法只用了s 1、s 6两个数据,而s 2、s 3、s 4、s 5在计算过程中均被消去了,所以丢失了多个数据,并失去了正负偶然误差相互抵消的作用,算出的a 值误差较大,这种方法不可取.(2)逐差法:对上面的纸带通过观察有 2122334143)()()(T a s s s s s s s s '=-+-+-=- 可写成 21143T a s s '=- 同理 22253T a s s '=- ; 23363T a s s '=- 故 214'13T s s a -=,225'23T s s a -=,236'33T s s a -=,图1从而 2321654236225214'3'2'19)()(33333T s s s s s s T s s T s s T s s a a a a ++-++=-+-+-=++= 这种计算加速度的方法叫做逐差法.逐差法将s 1、s 2、……s 6各实验数据都利用了,没有丢失数据,使正负偶然误差尽可能抵消,算出的a 值误差较小.因此教材要求我们要采用逐差法求纸带的加速度.(3)分组法:如图2所示,我们可以把整条纸带划分为时间间隔相等的前后相邻的两大段 s Ⅰ和s Ⅱ,即把纸带一分为二.将公式2aT s =∆推广运用到整条打点纸带,直接求出加速度.即 23216542)3()()()3(T s s s s s s T s s a ⅠⅡ++-++=-= 将纸带上的数据分为两组,按照上面的公式求加速度的方法称为分组法.对比逐差法和分组法,我们不难看出,教材采用逐差法求加速度有明显的不足:(1)逐差法原理复杂,难度大;(2) 逐差法步骤曲折,计算复杂,在处理已知各计数点到初始点之间距离的纸带时更加突出,不方便;(3) 逐差法着眼点是局部,偏重于数学方法,物理意义不明显.分组法是把整条纸带划分为时间间隔T 相等的前后相邻的两大段s Ⅰ和s Ⅱ,将公式2aT s =∆推广运用到整条打点纸带,物理意义明显.(二)应用举例例1.(07年天津)某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带(如图3所示).他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下标明A ,第六个点下标明B ,第十一个点下标明C ,第十六个点下标明D ,第二十一个点下标明E . 测量时发现B 点已模糊不清,于是他测得AC 长为14.56 cm ,CD 长为11.15 cm ,DE 长为13.73 cm ,则打C 点时小车的瞬时速度大小为 m/s ,小车运动的加速度大小为m/s 2,AB 的距离应为 cm.(保留三位有效数字)解析:依题意,相邻计数点之间的时间间隔T =0.1s ,要求纸带的加速度,我们直接采用分组法,即A B C D E F Ds Ⅰ S Ⅱ 图2 图3图11 [])/(58.2)1.02(1056.14)73.1315.11()2(2222s m T s s a AC CD =⨯⨯-+=-=-;其余两空的答案为速度v C =0.986m/s,距离s AB = 5.99m.例2.(07年广东)如图4(a)所示,小车放在斜面上,车前端拴有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连.开始时,小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离.启动计时器,释放重物,小车在重物牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离.打点计时器使用的交流电频率为50Hz. 图4(b )中a 、b 、c 是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如图箭头所示.(1)根据所提供的纸带和数据,计算打c 段纸带时小车的加速度大小为 m/s 2(计算结果保留两位有效数字)。
打点计时器测加速度
1、做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分汁数点如图所示.每相邻两点间还有四点未画出来,打点计时器使用的是50Hz的低压交流电,求打点计时器打“2”时,小车的速度v2= m/s,小车的加速度a= m/s2.考点:测定匀变速直线运动的加速度.专题:实验题.分析:根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小.解答:解:由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.v2=x13t13=0.49m/s设1到2之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:x4-x1=3a1T2x 5-x2=3a2T2x 6-x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:a=13(a1+a2+a3)即小车运动的加速度计算表达式为:a= x47−x149T2=(0.0710+0.0800+0.0886)−(0.0447+0.05340.0621)(0.1)2m/s2=0.88m/s2故答案为:0.49,0.88点评:要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.①电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器,它的工作电压是V.当电源频率是50Hz 时,它每隔s打一次点,使用打点计时器时,复写纸应放在纸带的面.②做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示,每相邻两点之间还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50Hz交流电,求打点计时器打“B”时小车速度v B= m/s,小车的加速度a= m/s2.考点:测定匀变速直线运动的加速度.专题:实验题;直线运动规律专题.分析:了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答;同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作.根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.解答:解:①电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的计时仪器,它的工作电压是4-6V.当电源频率是50Hz时,它每隔0.02s打一次点,使用打点计时器时,复写纸应放在纸带的下面.②由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小.v B=X AC2T=0.0520.2=0.26m/s根据纸带的数据得出相邻的计数点间位移之差相等,即△x=4mm,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:a=△xT2=0.0040.01=0.4m/s2.故答案为:①4-6,0.02,下.②0.26,0.4.点评:对于基本实验仪器,要会正确使用,了解其工作原理,为将来具体实验打好基础,对于实验装置和工作原理,我们不仅从理论上学习它,还要从实践上去了解它,自己动手去做做.要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用.做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器,打出的部分计数点如图所示.每相邻两点还有四个点未画出来,打点计时器使用的是50Hz的低压交流电,求打点计时器打“2”时,小车的速度v2= m/s,小车的加速度a= m/s2.请你依据本实验原理推断第7记数点和第8记数点之间的距离大约是m.考点:探究小车速度随时间变化的规律.专题:实验题.分析:根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小以及第7记数点和第8记数点之间的距离,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上2点时小车的瞬时速度大小.解答:解:由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s,根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上“2”点时小车的瞬时速度大小.v2=x132T=0.49m/s设1到2之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6,根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以得:x4-x1=3a1T2x5-x2=3a2T2x6-x3=3a3T2为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值得:a=(a1+a2+a3)3=(x4+x5+x6)−(x1+x2+x3)9T2代入数据解得:a=0.88m/s2.各联系相等时间内的位移差大约为△x=0.88cm,因此x78=x67+△x=9.74cm=9.74×10-2m.故答案为:0.49,0.88,9.74×10-2.。
打点计时器 加速度
实验:用打点计时器测速度学习目标:了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。
知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。
如果电源的频率为50Hz ,则每隔0.02s 打一个点。
会利用打上点的纸带研究物体的运动情况,掌握一些处理数据的基本方法。
主要内容:一、练习使用打点计时器电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器,其结构如图所示。
它的工作电压是4~6V 。
电源频率是50Hz 时,它每隔O .02s 打一个点。
电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,其结构如图所示。
使用时,墨粉纸盘套在低盘轴上,并夹在两条纸带之间。
当接通220V 交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。
于是在运动的纸带上就打出一列点迹。
当电源频率是50Hz 时,它每隔O .02s 打一次点。
如果把纸带跟运动的物体连接在一起,打点计时器便在纸带上打下一系列的点,这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置,也记录了相应的时间。
通过对纸带上点子之间距离的研究,可以了解物体运动的情况。
二、注意事项:①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如遇到打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器稳定后,再释放纸带。
③释放物体前,应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时,应注意把两条白纸带正确穿好,墨粉纸盘夹在两纸带之间,使用电磁打点计时器时,应让纸带通过限位孔,压在复写纸下面。
三、对打上点的纸带进行数据处理,目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。
设打点计时器打点的时间间隔为T ,那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T 。
如果数出纸带上一系列点的总数为N ,则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T 。
如果测出这N 个点之间的总距离s ,则t 时间内纸带运动的平均速度为如果纸带做匀速直线运动,此式计算出来的就是纸带的运动速度。
物理必修一纸带加速度及速度求法
求纸带的加速度及速度一、公式:S 1-S 2=△X=aT 2注意;△X 指的是两段位移的差值,T 代表每段时间,以为每段时间只能是相等的。
同理可得,S m -S n =(m-n )aT 2 二、某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度:。
证明:由v t =v 0+at 可知,经后的瞬时速度为:1、某同学用如图10所示的装置测量重力加速度g ,打下如图11所示的纸带.如果在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每隔4个点取一个计数点,相邻计数点之间的距离记为x1、x2、x3、x4、x5、x6。
图10图11(1)实验时纸带的 端应和重物相连接。
(选填“A”或“B”)(2)该同学用两种方法处理数据(T 为相邻两计数点间的时间间隔):方法A:由g1=错误!,g2=错误!,…,g5=错误!取平均值g =9.767 m/s2;方法B:由g1=x4-x13T2,g2=错误!,g3=错误! 取平均值g =9。
873 m/s2。
从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的数据,方法A 中有 ;方法B 中有 。
因此,选择方法 (填“A”或“B”)更合理。
2、在“研究匀变速直线运动的规律”实验中,小车拖纸带运动,打点计时器在纸带上打出一系列点, 从中确定五个记数点,每相邻两个记数点间的时间间隔是0。
1s,用米尺测量出的数据如图12所示. 则小车在C点的速度V C = m/s,小车在D点的速度V d = m/s,小车运动的加速度a =______________m/s2.3、在做“研究匀变速直线运动"的实验中,取下一段如图所示的纸带研究其运动情况.设O 点为计数的起始点,在四个连续的计数点中,相邻两计数点间的时间间隔为0。
1 s,若物体做理想的匀加速直线运动,则计数点A与起始点O之间的距离x1为 cm,打计数点O时物体的瞬时速度为 m/s,物体的加速度为 m/s2(结果均保留三位有效数字)。
实验题中求加速度的几个类型
实验题中求加速度的几个类型类型一:利用打点计时器测加速度此类型源于教材,属于基础型。
通过打点计时器打出的纸带,就可以用刻度尺测出X;用每打一个点的时间为0.02秒算出T,利用公式Xm -Xn=(m-n)aT2 就可计算加速度。
该类型重点是要理解公式中各个量的含义,X是连续相等时间间隔的位移;m、n是下标,指第几段位移;T是两个记数点之间的时间间隔,如两个记数点之间有5个计时点,则T=0.1s。
例1.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示。
(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸袋如图2所示。
计时器大点的时间间隔为0.02s。
从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离。
该小车的加速度a=______m/s2。
(结果保留两位有效数字)例2.(1)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度,电源频率f=50Hz 在线带上打出的点中,选出零点,每隔4个点取1个计数点,因保存不当,纸带被污染,如是22图1所示,A、B、C、D是依次排列的4个计数点,仅能读出其中3个计数点到零点的距离:=16.6mm =126.5mm =624.5mm。
若无法再做实验,可由以上信息推知:③物体的加速度大小为__________(用、、和f表示)类型二:利用基本公式测加速度此类型是用基本公式变形,再利用刻度尺、秒表、光电门等工具测出位移x、时间t,就可以测出加速度a=(v B2-v A 2)/2d例3.某同学设计了如图3所示的装置,利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数μ。
滑块和托盘上分别放有若干砝码,滑块质量为M,滑块上砝码总质量为m′,托盘和盘中砝码的总质量为m。
实验中,滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动,重力加速度g取10m/s2。
(1)为测量滑块的加速度a,须测出它在A、B间运动的与,计算a的运动学公式是_______;例4.如图4,为测量作匀加速直线运动小车的加速度,将宽度均为b的挡光片A、B固定在小车上,测得二者间距为d。
利用纸带求解加速的公式?
利用纸带求解加速的公式?在学习高中物理的时候往往会遇到很多关于物理问题,上课觉着什幺都懂了,可等到做题目时又无从下手。
以至于对于一些意志薄弱、学习方法不对的同学就很难再坚持下来。
过早的对物理没了兴趣,伤害了到高中的学习信心。
收集整理下面的这几个问题,是一些同学们的学习疑问,小编做一个统一的回复,有同样问题的同学,可以仔细看一下。
问题和答复如下:【问:利用纸带求解加速度的公式?】答:打点计时器打出来的纸带,可以求解物体运动的加速度。
公式为△s=a*t*t;其中△s指的是相邻的两个时间段内的位移差。
比如,△s=s5-s4;s5是第五段时间内的位移,s4是第四段时间内的位移。
如果时间为单位时间,上述的s4是第四秒的位移,而不是前四秒的位移。
【问:牛顿第二定律能用于多物体分析吗?】答:多个物体间没有相对运动,可以看做一个整体,牛顿第二定律是成立的,f=ma,f是合外力(不包括物体之间的内力),m是所有物体的质量,a是整体的加速度。
如果有相对的运动,就不能当成一个整体分析,显然加速度不同,牛顿第二定律也就不成立了。
【问:处于基态的氢原子怎样才能跃迁?】答:基态氢原子核外电子在向外跃迁的过程中需要吸收能量,吸收能量的常见方式有两种,一种是吸收外来的光子(其能量全部被吸收);另一种就是靠其它电子来撞击,外界的电子的能量完全(或部分)迁移到基态的氢原子中。
【问:分子之间存在什幺样的作用力?】答:分子间同时存在着引力和斥力的作用,引力和斥力都随分子间距离增大而减小,但斥力的变化比引力的变化快,分子之间的力是这两种力的共同作用表现。
正因为存在着引力和斥力,分子才具有势能。
【问:如何把考点彻底掌握?】答:高中物理知识都比较抽象,吃透一个考点除了明白其概念外,还要辅助进行练习。
一个典型的考点,可以命出各种。
高一物理 实验 用打点计时器测加速度
s 1 s 2 s 3 A B C D第十一讲 实验 用打点计时器测加速度姓名 班号【知识要点】一、实验目的:使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度.二、实验原理设物体做匀加速直线运动,加速度是a ,在各个连续相等的时间T 里的位移分别是s 1、s 2、s 3……则有△s =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=aT 2由上式还可得到:s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=3aT 2同理有:s 5-s 2=s 6-s 3= s 4-s 1=……=3aT 2可见,测出各段位移s 1、s 2 、s 3、s 4、 s 5、s 6……即可求出21413T s s a -= 22523T s s a -=…… 23633Ts s a -= 再算出a 1、a 2、 a 3……的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度.三、实验器材打点计时器,一端有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳.四、实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸处桌面.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,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.换上新纸带,重复实验三次.(4)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点子,在后边便于测量的地方找一个开始点.为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T =0.02×5=0.1s .在选好的开始点下面标明A ,在第六点下面标明B ,在第十一点下面标明C ,在第十六点下面标明D ,……,点A 、B 、C 、D……叫做计数点,如图所示.两个相邻计数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……(5)测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6的长度,把并记录测量结果.(6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值.注意:T =0.1s .求出a 1、a 2、a 3的平均值,它就是小车做匀变速直线运动的加速度.小车做匀变速直线运动的加速度a =五、注意事项1.在安装仪器时,要注意让滑轮伸出桌面外;细绳应与木板平行;实验前要检查打点计时器是否安装良好,两根导线是否与低压电源4~6V 交流输出连接.如果用电火花计时器,并不需要使用低压电源.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏.2.选取纸带时,除了要求点迹清晰之外,还应看看相邻计数点间的距离之差△s 是否相等.如果在误差范围内△s 相等的,则可认为小车是做匀加速直线运动,可以选用这样的纸带.3.在分析纸带时,要仔细地数点子,给计数点标上号码.不要逐段测量各段的位移,应该用长刻度尺一次测量分段读数,读数时应读到毫米以下一位.别忘了相邻记数点间的时间间隔T=0.1s .六.打点计时器纸带的处理1.取点原则是:从打下的纸带中必须选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量位置取一个开始点A ,然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示,取一个计数点B 、C 、D 、E 、F ….这样每两个计数间的时间间隔为T =0.1s ,计算比较方便.2.从纸带读取长度的方法:读取长度利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6….由于毫米尺的最小刻度是mm ,读数时必须估读到0.1mm 位.3.利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度:v n =Ts s n n 21++. ②求打下的纸带的加速度,利用“逐差法”求a , 212345633)()(T s s s s s s a ⨯++-++=【典型例题】例1在测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有益的是( ) A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取记数点B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰,点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验例2关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A.打点记时器一般使用4V~6V的直流电源.B.安放纸带时,应把纸带放在复写纸的上面.C.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.D.最好在接通电源的同时,放开小车.例3 下面是几个同学打出的几条纸带,关于纸带所对应的运动情况正确的是(计数点按打点的先后顺序编号).( )A.甲、丁图表示物体作匀速运动B.丙图表示物体作减速运动C.乙图中若s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=s2-s1,则物体作匀变速运动D.乙图中若Δs恒定,且s1=Δs/2,则表示物体作初速为零的匀加变直线运动例4 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等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐,求:(1)打点计时器在打B、D、F各点时物体的瞬时速度v B=、v D=、v F=.(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏,理由是:.例5 在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中,在纸带上取得连续清晰的7个点,用刻度尺测得各点与第1点的距离如下:则该运动物体的加速度a=___________m/s2.(所用交流电源频率为50 Hz)例6 如图所示,纸带上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等于,在打D点时纸带的速度为.(图中表示各计数点与第一个点的距离)例7 图为“用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”的实验时记录下的一条纸带.纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点,将直尺靠在纸带边,零刻线与纸带上某一点0对齐.由0到1、2、3……点的距离分别用d1、d2、d3……表示,测量出d1、d2、d3……的值,填入表中.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v3,并说明加速度的方向.加速度大小a=__________m/s2,方向____________,小车在点3时的速度大小v3=_________m/s.【经典练习】1.如图所示,是实验时得到的一条纸带,每两个相邻点时间间隔为0.02秒,则由图中给定数据可求得小 车运动的加速度为__________m/s 2.2.如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,从O 点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s 1=5.18cm ,s 2=4.40cm ,s 3=3.62cm ,s 4=2.78cm ,s 5=2.00cm ,s 6=1.22cm .已知交流电源的频率为50Hz ,则:(1)相邻两记数点间的时间间隔为 s(2)物体的加速度大小a = m/s 2,方向 (填A →B 或B →A ).(3)打点计时器打记数点3时,物体的速度大小v 3= m/s ,方向 (填A →B 或B →A )3.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.如果拍摄时每隔2 s 曝光一次,轿车车身总长为4.5 m ,那么这辆轿车的加速度约为( ).A .1 m /s 2B .2 m /s 2C .3 m /s 2D .4 m /s 24.利用打点计时器研究一个约1.4m 高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘窗底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示,数据如表格所示.纸带中AB 、BC 、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s ,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v 平均.可以将v 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v .(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t 图线.(2)AD 段的加速度为 m/s 2,AK 段的平均速度为 m/s .第十一讲实验用打点计时器测加速度(作业)1.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小a=________m/s2.2.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分,D是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10cm/s2,则该计时器的打点频率是( )A.10Hz B.20Hz C.30Hz D.40Hz3.由打点计时器打出的纸带,经标出计数点ABC……,并量出连续相等时间间隔的位移SⅠSⅡSⅢ……后,如图所示.其中O为起始点(打点计时器打下的第一个点),由纸带所示数据可计算出以下各量中哪几个量( )A.由A点到G点纸带运动的时间B.由A点到G点纸带运动的平均速度VC.纸带运动的加速度D.纸带通过C点的速度4.下图是“研究匀变速直线运动”实验中,利用打点计时器所得的打点的纸带,A、B、C……是计数点,相邻计数点对应的时间间隔是T,对应的距离依次是s1、s2、s3……(1)下列计算加速度的计算式中正确的有________.(A)223 T ss a -=(B)235 2T ss a -=(C)21 2568Ts sssa--+=(D)21 2434Ts sssa--+=(2)下列计算打D点时的速度的表达式中正确的有________,(A)T ss vD243+=(B)Ts sssvD44 32 1+ ++ =(C)T ss vD1 6-=(D)Ts sssvD45 43 2+ ++ =5.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器进行相关测量,实验中得到一条纸带如图,0,1,2,…是选用的计数点,每相邻的两计数点间还有3个打出的点未画出.图中还画出了用米尺进行测量的情况.读出图中各测量点的读数.0:________,1:________,3:________,4:________.由图中数据能求出的物体的加速度为________m/s2.6.某小车在做变速直线运动时,(1)在实验纸带上选取若干计数点、其计数周期为T,小车在任意两个连续计数周期里位移差均为 s、则小车做____________运动,加速度a=________.(2)某次实验纸带记录如图所示,根据图中标出的数据,可以判定物体做________运动,图中从A点开始,每打5个点取一个计数点,则物体的加速度为________米/秒2,其中D点对应的速度为________米/秒7.利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示.电源频率是50Hz,图中所标的是每隔5个打点间隔所取的计数点,则相邻计数点间的时间间隔是T=________s.由图中给出数据计算加速度的公式是a=________,代入数值求得加速度的计算值为________m/s2.。
打点计时器注意事项和公式总结
打点计时器测速度和加速度(重力加速度)实验注意事项以及公式推导根据实验,测量出实验数据:涉及到的公式1 某一点的速度V=(S1+S2)/2T2 加速度求解公式:逐差法任意相邻两段计数点距离如果是相邻情况,那么m-n=1 3根据图象求解加速度注意事项:1.开始要把小车或物体停在打点计时器处,再让小车运动,以便在只带上打下足够的点2.先接通电源,再放开小车,为的是打点计时器工作稳定以后,打点更清晰3.选择点迹清晰的纸袋,在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点,并做好标记供分析使用4.将打完点的纸带放在水平桌面上,用米尺测量任意计数点到基准点之间的距离5.小车的加速度适当大些,这样可以减少长度测量上带来的误差,一般是50cm上取7-8个清晰的点6.纸袋运动时,不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦。
7.若让小车在水平方向上运动,应该适当的增加一点地面与木板之间的夹角,为了抵消小车运动时与地面的摩擦力而带来的误差一般情况下为了减少仪器误差,都是用电火花打点计时器大家都来到荷塘,挖莲藕抓鱼虾,捉泥鳅捡螃蟹,人声鼎沸,笑语欢声,相互谈说着要如何弄出一顿顿可口的美味。
光是莲藕的吃法就有很多:熬汤炖肉八宝酿、清炒生吃蜜饯糖,还可以磨成藕粉,加入砂糖或蜂蜜,在温水里一泡,就是一杯清凉清甜的解暑饮料。
用鲜莲叶来熬粥,蒸饭蒸鸡,或蒸其它肉类味道都是极鲜美的,做出来的食物均带着一股淡淡的莲叶清香。
人们那么喜欢荷花,不单单是因为它的芳香美丽洁净高雅,更因为它全身是宝,每一处都可食可药可用。
我最喜欢的是生鲜莲子羹。
把剥好的莲子对半打开去芯,莲子芯很苦,可以药用,没有芯的莲子是甜的,正好用它熬糖水。
把足量的生莲子洗净,和着一小片生姜一片鲜莲叶,放进清水锅里,盖着盖子大火烧滚,转小火熬二十分钟,捞起莲叶,加入冰糖,小火慢熬,边熬边搅拌,十五分钟后,一款既清香甘美又消暑解渴的莲子羹就做成了。
这样的汤水,在炎热的夏季里,只要喝过一次都不会忘记。
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如图5所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸 带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上 注明了他对各个计数点间距离的测量结果.(单位:cm)
14.实验室备有下列仪器: A.长度为1 m最小刻度为毫米的刻度尺; B. 长度为1 m最小刻度为分米的刻度尺; C.秒表;D.打点计时器; E.低压交流电源 (50 Hz);F.低压直流电源; G.天平。 为了测量重锤下落的加速度的数值,上述仪器 中必须有的是 (填字母代号),实验 是通过研究重锤做 运动来测量重锤下 落加速度的。
A
· ·· · · · · ·
B
·
·
·
C
D
E
F
1.60 4.00 7.20 11.20 16.00
(1)电磁打点计时器是一种________仪器,使用 ________电源,工作电压________伏,当电源频率为 50赫时,它每隔_______打一次点。 (2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中, 有以下基本步骤: A、松开纸带让物体带着纸带运动 B、穿好纸带 C、把打点计时器固定好 D、接通电源,进行打点 以上步骤中正确的顺序是______________。
1.60
4.00 7.20 11.20 16.00
C ·
·
D ·
·
E ·
·
F ·
把一电火花计时器固定在斜面上某处,一小车拖着 穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下,如图甲所示 .
(1)电火花计时器,它使用_____电源(选填“直流” 或“交流”),工作电压______V. (2)已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz,打点计 时器打A点时小车的速度vA= m/s, 打B点时小 车的速度vB= m/s. (3)小车下滑的加速度a=______m/s2.
电磁打点计时器是一种________仪器,使用 ________电源,工作电压________伏,当电源 频率为50赫时,它每隔_______打一次点。
右图表示某物体做直线运动的 v—t图像,从图可知OA段、AB 段、BC段、CD段的加速度分 别是______m/ s2、 ______m/s2、______m/ s2、 ______m/ s2,物体在14s内的 总位移、总路程分别是 ________m、______m。
X 3 3aT
1 2
2
a2
X
5
X
2
2
3T
6
a2
3T
a a X a a 3
X 3 X 5 X 2 X 4 X 1 9T
2
.(5分)在测定匀变速直线运动的加速度实验中,得到 一条纸带如图4所示.A、B、C、D、E、F为相邻的6个 计数点,若相邻计数点的时间间隔为0.1 s,则粗测小车 的加速度大小为________ m/s2.
4、某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带, 已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择A、B、C、 D、E、F六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图中,单 位是cm。则: (1)打下B、C两点时小车的瞬时速度vB=_______、 vC=_______; (2)小车的加速度a=___________。
根据打点计时器打出的纸带求加速度方法:
1,求出各点瞬时速度,做出V-t图像,由图像 求加速度?
2,利用逐差法求加速: X aT
2
X
X 1 aT 2
4
2
X 3 X 2 aT
2
2
X
X 3 aT 4
2
X
X 1 3aT
a1
2
X
4
X1
2
3T
X
X
5
X 2 3aT
.ADE;自由落体
15.在做“研究匀变速直线运动”实验中,打点记时 器打出的一条纸带中的某段如图所示,若A,B,C …… 点间的时间间隔均为0.10 s,从图中给定的长度,求小 车的加速度大小是 ,打下C点时 小车的速度大小是 。
A B C D E
5.0
14.0
27.0 44.0
单位:cm
解析:d1 = AB = 5.0 cm; d2 = AC-AB = 9.0 cm。 d3 = AD-AC = 13.0 cm; d4 = AE-AD = 17.0 cm。 Δd = d2-d1 = d3-d2 = d4-d3 = 4. 0 cm a == 4.0 m/s2 由vc =或vc =得vc = 1.1 m/s
12、某同学在研究小车运动实验中,获得一条点迹清楚的纸带 ,已知打点计时器每隔0.02秒打一个计时点,该同学选择A、B 、C、D、E、F六个计数点,对计数点进行测量的结果记录在图 中,单位是cm。则: (1)打下B、C两点时小车的瞬时速度vB=_______、 vC=_______; (2)小车的加速度a=___________。 A B ·· · ·