实验1:匀变速直线运动的实验探究(数据处理)-2012
4 实验一 探究匀变速直线运动的特点
实验一 研究匀变速直线运动一、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸。
二、实验原理1.处理纸带数据时区分计时点和计数点计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。
计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点,要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的,时间间隔均为5T 。
2.由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度v n =x n +x n +12T来计算。
3.利用纸带求物体加速度的两种方法(1)逐差法根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2(T 为相邻计数点之间的时间间隔),求出a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,然后取平均值,即a =a 1+a 2+a 33=x 4+x 5+x 6-(x 1+x 2+x 3)9T 2,即为物体的加速度。
在数据处理时可以对纸带重新分段,把6段距离分为“前三”和“后三”,“后三”减“前三”也为相邻相等时间间隔内的位移差,时间间隔为3T 。
(2)图象法利用v n =x n +x n +12T求出打各点时纸带的瞬时速度,然后作出v -t 图象,用v -t 图象的斜率求物体运动的加速度。
三、数据处理1.由实验数据得出v -t 图象(1)根据表格中的v 、t 数据,在直角坐标系中仔细描点。
(2)作一条直线,使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧,这条直线就是本次实验的v -t 图线,它是一条倾斜的直线,如图所示。
2.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(1)直接分析图象的特点得出,小车运动的v-t图象是一条倾斜的直线,如图所示,当时间增加相同的值Δt时,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。
匀变速直线运动实验教案
一、实验目的通过本次实验,学生应当能够掌握匀变速直线运动的基本概念及运动学公式,学会正确测量和记录运动物体的位移、速度和加速度,掌握并行运算方法和实验误差分析方法,培养科学实验精神,以及加强科学合作精神,提高实验技能和合作能力,培养学生的实验创新能力。
二、教学准备1.实验器材:运动学实验仪、计时器、电脑和数据处理软件、计算器等。
2.实验原理:本实验通过运动学实验仪测量匀变速直线运动,并利用计算器和电脑进行数据处理和误差分析,获得物体的位移、速度和加速度等数据,加深对匀变速直线运动基本概念和公式的理解。
3.实验内容:(1)测量物体匀变速直线运动过程中的位移、速度和加速度等参数。
(2)加深对匀变速直线运动的基本概念和公式的理解。
(3)掌握并行运算方法和实验误差分析方法。
三、实验过程1.实验步骤:(1)按照实验器材的说明书,组装和调校运动学实验仪,并在电脑上安装和配置数据处理软件。
(2)选择合适的物体,将其固定在运动学实验仪的支架上,并调整好初始位置和初始速度,保证可以在实验器材的工作范围内进行运动。
(3)启动计时器和数据处理软件,按照实验步骤,记录下物体在匀变速直线运动过程中的运动状态的位移、速度和加速度等参数。
(4)根据实验数据,进行并行运算和误差分析,获得更加准确的物体运动参数和精度,进行结果分析和合理评估,确定实验结果的可靠性。
2.数据处理方法:(1)按照运动学公式和数据处理软件的指导,将记录下的位移、速度和加速度等参数进行并行运算,获得更加准确的运动参数,并进行误差分析。
(2)根据误差分析结果,评估结果的可靠性和准确性,并进行结果分析和适当的重复实验。
(3)汇总和整理结果,制作实验报告和图表,并进行口头或书面报告。
四、实验注意事项1.实验器材要安全可靠,使用前要检查和调试,确保正常工作。
2.实验环境要相对稳定,避免干扰和影响实验结果。
3.实验数据要准确记录和处理,避免漏失和错误。
4.实验过程要按照步骤进行,不得违背安全和操作规程,确保实验成功。
实验一 研究匀变速直线运动
答案:(1) d6 d4 10T
︱高中总复习︱一轮·物理
(2)根据(1)中得到的数据,以A点对应的时刻为t=0,试在图(乙)所给坐标系中
作出v-t图像,并求物体的加速度a=
m/s2;
︱高中总复习︱一轮·物理
解析:(2)作出 v t 图像,a= v = 0.29 0.125 m/s2≈0.413 m/s2; t 0.5 0.1
︱高中总复习︱一轮·物理
完成下列填空:
(1)用 a 表示滑块下滑的加速度大小,用 vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,
则 v 与 vA,a 和Δ t 的关系式为 v =
.
(2)由图(c)可求得vA=
cm/s,a=
cm/s2.(结果保留三位有效数字)
解析:(1)设遮光片末端到达光电门的速度为 v,则由速度时间关系可知,v=vA+aΔt,且 v = vA v , 2
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实验一 研究匀变速直线运动
实验基础 核心探究
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实验基础
解读实验·萃取精华
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●注意事项 1.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带. 2.防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,要防止钩码落地和小车与滑轮 相撞. 3.减小误差:小车的加速度要适当大些,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. 4.准确作图:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏,而导致 误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线. ●误差分析 1.使用刻度尺测计数点的距离时有误差. 2.作v-t图像时出现作图误差. 3.电源频率不稳定,造成打点的时间间隔不完全相同. 4.长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差.
实验1:匀变速直线运动的实验探究(数据处理)-2012
3.由纸带求物体运动加速度的方法: ⑴用“逐差法”求加速度.
根据S4-S1= S5-S2= S6-S3=3aT2 a S6 S5 S4 S3 S2 S1 2 9 T (T为相邻两计数点之间的时间间隔)
⑵用v-t图象法:即先根据求出打第n个点时纸带 的即时速度,后做出v-t图,图线的斜率即为物体 运动的加速度。
A
B
C
D
E
长木板上平稳的加速滑行一段距离,把纸带穿过打
点计时器,并把它的一端固定在小车后面。 实验条件: a.合力恒定,细线与木板是平行的。 b.接50HZ,4—6伏交流电。
3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开 小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打出一系 列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。 4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的 点,确定计数始点,表明计数点,正确使用毫米刻度 尺测量两点间的距离,并把测量结果填入表中,用逐
注意事项
1.应区别打点计时器打出的点和人为选取的 计数点(一般把计时器打出的5个点作为一 个计数点),选取的计数点不少于6个。 2.不要分段测量各段位移,应尽可能一次 测量完毕(可先统一量出到计数点0之间的 距离),读数时应估读到毫米的下一位。
3.注意所选取的相等时间间隔T的大小及所 测位移S
一、实验目的
例1.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。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11.15cm ,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/s2 ,AB的距离应为 cm 。(保S3
实验一 研究匀变速直线运动
实验一 研究匀变速直线运动一、基本原理与操作原理装置图操作要领①不需要平衡摩擦力。
②不需要满足悬挂钩码质量远小于小车质量。
(1)平行:细绳、纸带与长木板平行 (2)靠近:小车释放前,应靠近打点计时器的位置(3)先后:实验时先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带 (4)防撞:小车到达滑轮前让其停止运动,防止与滑轮相撞或掉下桌面摔坏 (5)适当:悬挂钩码要适当,避免纸带打出的点太少或过于密集二、数据处理与分析1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法如图1所示,0、1、2、…为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、…为相邻两计数点间的距离,若Δs =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=C (常量),则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。
图12.由纸带求物体运动速度的方法:根据匀变速直线运动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v n =s n +s n +12T 。
3.利用纸带求物体加速度的两种方法 (1)用“逐差法”求加速度即根据s 4-s 1=s 5-s 2=s 6-s 3=3aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)求出 a 1=s 4-s 13T 2、a 2=s 5-s 23T 2、a 3=s 6-s 33T 2,再算出平均值 即a =s 4+s 5+s 6-s 1-s 2-s 39T 2。
(2)用图象法求加速度即先根据v n =s n +s n +12T 求出所选的各计数点对应的瞬时速度,后作出v -t 图象,图线的斜率即物体运动的加速度。
认识“两种仪器”(1)作用:计时仪器,接频率为50 Hz 交变电流,每隔0.02 s 打一次点 (2)工作条件⎩⎨⎧电磁打点计时器:4~6 V 交流电源电火花计时器:220 V 交流电源 区别“两种点” (1)计时点和计数点计时点是打点计时器打在纸带上的实际点,两相邻点间的时间间隔为0.02 s ;计数点是人们根据需要选择一定数目的点,两个相邻计数点间的时间间隔由选择点的规则而定。
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最新整理高一物理教案匀变速直线运动的实验探究第1匀变速直线运动的规律学习目标细解考纲1.会正确使用打点计时器打出的匀变速直线运动的纸带。
2.会用描点法作出v-t图象。
3.能从v-t图象分析出匀变速直线运动的速度随时间的变化规律。
4.培养学生的探索发现精神。
知识梳理双基再现一.实验目的探究小车速度随变化的规律。
二.实验原理利用打出的纸带上记录的数据,以寻找小车速度随时间变化的规律。
三.实验器材打点计时器、低压电源、纸带、带滑轮的长木板、小车、、细线、复写纸片、。
四.实验步骤1.如课本34页图所示,把附有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。
2.把一条细线拴在小车上,使细线跨过滑轮,下边挂上合适的。
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,接通后,放开,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。
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,舍掉开头比较密集的点迹,在后边便于测量的地方找一个点做计时起点。
为了测量方便和减少误差,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=0.02s×5=0.1s。
在选好的计时起点下面表明A,在第6点下面表明B,在第11点下面表明C……,点A、B、C……叫做计数点,两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……5.利用第一章方法得出各计数点的瞬时速度填入下表:位置ABCDEFG时间(s)00.10.20.30.40.50.6v(m/s)6.以速度v为轴,时间t为轴建立直角坐标系,根据表中的数据,在直角坐标系中描点。
7.通过观察思考,找出这些点的分布规律。
五.注意事项1.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
2.先接通电源,计时器工作后,再放开小车,当小车停止运动时及时断开电源。
第五讲 实验:研究匀变速直线运动(解析版)
第五讲 研究匀变速直线运动基础知识必备一、练习使用打点计时器1、实验原理:(1)电磁打点计时器:是一种使用交流电源的计时仪器。
工作电压为4~6V 。
当电源的频率是50Hz 时,它每隔0.02s 打一次点,当接通电源时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来。
位于振片一端的振针就跟着振动起来。
这时,如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列的点。
(2)电火花计时器:是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器,工作电压为220V 的交流电,当电源频率是50Hz 时,它每隔0.02s 打一次点。
当接通电源,按下脉冲开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负电极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上打出一系列的点。
电磁打点计时器 电火花打点计时器电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力较小,因此它比电磁打点计时器实验误差小一些。
2、实验器材:打点计时器、纸带、刻度尺、导线、电源。
3、实验步骤:(1)把电火花计时器固定在桌面上,检查墨粉底盘是否已正确地套在纸盘上,检查纸带是否正确穿好;(2)按下脉冲开关,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一系列的点;(3)取下纸带,从能看清楚的某个点开始,如果有n 个点,则时间间隔数是n-1,纸带运动的时间就是t =(n -1)×0.02(4)用刻度尺测量打下这些点时,纸带通过的距离x(5)用tx v 可求得纸带在这段时间内的平均速度。
二、研究匀变速直线运动1、实验原理:(1)做匀变速直线运动的物体,在连续相等的时间内通过的位移之差相等,即2aT x =∆;则有21143T a x x =-;22253T a x x =-;23363T a x x =-,则3321a a a a ++=(非理想纸带); (2)对于理想的纸带,上式则不用作平均。
(3)做v -t 图像求加速度 2、实验器材:打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、勾码、刻度尺、导线、电源3、实验步骤:(1)把一端附有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远离滑轮的一端,连接好电路。
实验:匀变速直线运动的实验探究(数据处理)
6、注意所选取的相等时间间隔T的大小及所测位移S
例1.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。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点下
注意事项
1.应区别打点计时器打出的点和人为选取的 计数点(一般把计时器打出的5个点作为一 个计数点),选取的计数点不少于6个。
2.不要分段测量各段位移,应尽可能一次 测量完毕(可先统一量出到计数点0之间的 距离),读数时应估读到毫米的下一位。
3.注意所选取的相等时间间隔T的大小及所 测位移S
一、实验目的
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11.15cm ,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/s2 ,AB的距离应为
2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:
0 S1 1 S2 2 S3 3 S4 4
S5
5
如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数 点,S1、S2、S3……为相邻两计数点之间的距离,若 △S= S2-S1=……=C(常数),即若两连续相等的时 间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的 运动为匀变速运动。
OA B
C
D
E
S1 S2 S3
S4
S5
F
S6
图9
a
高中物理第二章匀变速直线运动的研究第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律4教案新人教版必修
实验:探究小车速度随时间变化的规律备课资源完成本实验的一些建议:1. 打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上,使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。
小车要选择在木板上运动不跑偏或跑偏较小的车。
2. 牵引小车的钩码以100 g以内为宜。
若用到150 g以上,则纸带上打出的点数不能满足以0.1 s为计数点取6组数值的要求。
解决办法:用小沙桶替代钩码。
沙桶及沙的质量在40~100 g之间取三种不同质量,可用托盘天平称量沙桶和沙子。
若用50 g钩码,取至150 g时打出的纸带计数点之间的时间间隔可减小至0.08 s或0.06 s,可以满足6组以上数据的要求。
为防钩码落地损伤钩码,可在地面铺泡沫塑料垫。
小沙桶可选择能装100 g以上砂子的带盖塑料瓶。
3. 在小车后面安装纸带的方法如图2-1-1所示。
使小车运动时保持纸带与打点计时器平面、木板平行,减少摩擦力影响。
注意调整滑轮高度,使拉车的线与木板平行,减少拉力的变化。
4. 开启电源,待打点计时器工作稳定后释放小车,同时用一只手在定滑轮一端准备接住小车,防止小车撞击定滑轮,防止小车落地。
即使安装了防撞挡板,也要防止小车落地。
关断电源后再取纸带,取下纸带后,将所用钩码质量标注在纸带上,并给纸带编号。
5. 纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离。
测量长度时不要用短刻度尺分别测量相邻两个计数点间的长度,最好用长刻度尺对齐各计数点(不移动尺子)读出各计数点间长度值,避免测量误差的积累。
6. 在坐标纸上画v-t图象时,注意坐标轴单位长度的选取,使图象分布在坐标平面的大部分面积。
教学目标一、知识与技能1. 能熟练使用打点计时器。
2. 会根据相关实验器材,设计实验并完成操作。
3. 会处理纸带求各点瞬时速度。
4. 会设计表格并用表格记录并处理数据。
5. 会用v-t图象处理数据,描述物体运动规律。
二、过程与方法1. 初步学习根据实验要求,设计实验,探究某种规律的研究方法。
探究匀变速直线运动规律
第二章探究匀变速直线运动规律第一节探究自由落体运动(探究小车速度沿时间变化的规律)Ⅰ、实验操作实验中应注意:⒈实验物体在桌面摆放平整:左右水平,前后水平;⒉若有必要,适当把桌面垫斜,以免挂的钩码太轻拖不动小车:平衡摩擦力;⒊先通电打点计时器,后放手是小车运动;⒋多次测量:重复2-3次,选择清晰的一组)⒌注意小车、限位孔、纸带是在同一直线上,以免纸带发生倾斜与限位孔的旁边发生摩擦,增大摩1.2.3.第二节1.推出例题:1、2、为v1AC310s,那么斜面长4m,水平面长6m,求(1)木块在运动过程中的最大速度?(2)木块在斜面和水平面上的加速度各多大?4、汽车在紧急刹车时加速度是6m/s,必须在2s内停下,汽车行驶最高速度不得超过多少?5、汽车的初速度Vo=12 m/s,做加速度大小a=3 m/s2的减速运动,求6s后的速度和位移。
今天我们介绍了加速度,实验,匀变速直线运动中速度与时间的关系和它们图像关系,以及运用它们解题第二节匀速直线运动速度与时间之间的关系一、匀变速直线运动1、定义:物体在一条直线上运动,并且加速度保持不变,这样的运动我们把它叫做匀变速直线运动。
2、分类:匀加速直线运动、匀减速直线运动3、从v-t 图像中表示二、速度与时间的关系式1.a =△v/△t=(v-vo )/t 可以推出v=vo+at△t=t-to若以Vo 时刻为计时起点,to=0,则v=vo+at2. 公式v=vo+at 即v 、vo 、a 为矢量,这是个矢量式通常以vo 方向为正方向,也可以以大多数矢量方向为正方向3. 若计时起点时vo=0,那么v=at一条直线上的匀变速直线运动,则a 为恒量,那么v 与t 成正比例关系第三节 位移与时间的关系一、匀速直线运动的位移1. x=vt ·········①2.12.x =x =x =3. 4. x =x =例1、物体做匀变速直线运动,如果在时间t 内位移是s ,若物体在通过这段位移的中间时刻的速度为v1,中间位置的速度为v2,则下面正确叙述的是(A )A 、无论匀加速运动还是匀减速运动v1<v2B 、无论匀加速运动还是匀减速运动v1>v2C 、无论匀加速运动还是匀减速运动v1=v2D 、匀加速运动时,v1<v2;匀减速运动时,v1>v2 例2、图为一物体做直线运动的速度图象,根据图作如下分析,(分别用v1、a1表示物体在0~t1时间内的速度与加速度;v2、a2?示物体在t1~t2时间内的速度与加速度),分析正确的是(?BD )?A .v1与v2方向相同,a1与a2方向相反?B .v1与v2方向相反,a1与a2方向相同?C .v1与a1方向相反,v2与a2方向相反?D .v1与a1方向相反,v2与a2方向相同 例3、甲乙两个从同一地点沿同一方向运动的v-t 图像,且t2=2t1 0A .在t1时刻,乙物在前,甲物在后?B .在t1时刻,甲、乙两物体相遇?C .乙物的加速度大于甲物的加速度?D .在t2时刻,甲、乙两物体相遇例4、两个完全相同的汽车沿水平直路,一前一后匀速行驶,速度为Vo ,若前车突然以恒定加速度刹车,在它刚停住时,后车以前车相同的加速度也开始刹车,已知在刹车过程中行驶的路程是s ,若保证两车在上述情况中不相碰,则两车匀速行驶时要间隔(B )A.sB.2sC.3sD.4s解析:作速度时间图像可知例5、飞机在降落到跑道上滑行时做匀减速运动,落地时速度是50m/s ,加速度大小是2m/s 2,落地以后12s 位移是多少?解:x=250m例6、物体做匀变速直线运动,某时刻速度大小为4m/s ,1s 后速度大小变为10m/s ,在这1s 内物例7BC 比斜面AB BC 滑下,设滑块从t 变化)解:B 、A 、C 故选C .例8、例 由0t v x =例92m/s 2解:以汽车初速度方向为正方向则:v0=15m/sa=-2m/s2t=5s由20at 21t v x +=得: 车的位移:x=x 0t+at 2/2=15×5-2×52/2m=50m例10、在平直公路上,一汽车的速度为15m/s 。
高中物理 第二章 匀变速直线运动的研究 第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律讲义(含解析)新人
第1节实验:探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器及利用纸带求瞬时速度。
2.学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法,学会用vt图像处理实验数据。
二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。
2.用vt图像表示小车的运动情况:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的vt图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小,如果vt图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的。
三、实验器材打点计时器、交流电源、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。
四、实验步骤1.如图所示,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端固定在小车的后面。
3.把小车停在靠近打点计时器的位置,先接通电源,后释放小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源。
4.换上新纸带,重复实验三次。
五、数据处理1.测量并记录数据(1)从几条纸带中选择一条点迹最清晰的。
舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图所示(相邻两点间还有四个点未画出)。
标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离x ,并记录填入表中。
位置编号 01 2 3 4 5 t /sx /mv /(m·s -1)(2)分别计算出相邻的两计数点之间的距离x 1、x 2、x 3…。
(3)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,即v n =x n +x n +12T 。
例如,图中计数点4的速度v 4=x 4+x 52T。
匀变速直线运动的实验探究完美版
《匀变速直线运动的实验探究》(课时为2学时,这是第1学时——通过实验探究匀变速直线运动)泉州市丰泽区教师进修学校李兰芝一.学习任务分析1.教材的地位和作用匀变速直线运动是最简单、最具代表性的变速运动,匀变速直线运动的规律是高中物理运动学中的重要内容。
在《普通高中物理课程标准》共同必修模块“物理1”中涉及本节的内容有:⑴经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
⑵用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
这就要求学生会用打点计时器或频闪照相等方法研究匀变速直线运动,判断物体的运动状态并计算加速度,强调让学生经历实验探究过程。
2.学习的主要任务:本节的学习任务类型是综合型。
在知识上要会判断物体的运动状态并计算加速度;在技能上要求能设计和操作实验,会测定相关物理量;体验性上要求经历探究活动、尝试解决问题方法、体验发现规律过程,体会科学研究方法——等量替换、图象法的应用。
3.教学重点和难点:重点:①.启发学生自主探究:提出问题,分析问题,解决问题。
②.如何由纸带判断物体的运动状态并计算加速度。
难点:引导学生在猜想的基础上进行实验设计,提出可行的实验方案、完成实验并得出实验结果。
二.学习者情况分析在学习这一内容之前,所教的学生已经掌握了加速度、位移、瞬时速度、平均速度、等概念、各个物理量间的关系和相应的计算公式。
通过初中阶段对物理的学习,学生对物理学的研究方法已有初步的了解,已具备一定的实验操作技能,初步具备进行探究性学习的能力,即能在一定的程度上进行自主学习与合作探究。
在非智力因素方面,学生学习积极主动,对学习物理有较浓厚兴趣;有较强的好奇心和求知欲,乐于探究自然界的奥秘;敢于坚持正确观点,勇于修正错误;喜欢和同龄人一起学习,有将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神。
三.教学目标分析根据上述对学习任务和学习者情况的分析,确定本节课教学目标如下:1、知识与技能:⑴简要地知道打点计时器的构造和工作原理,能正确使用打点计时器。
匀变速直线运动的实验探究
匀变速直线运动的实验探究【学习目标】1、会使用打点计时器测量运动物体的位移和时间。
2、了解频闪照相法及其应用。
3、探究重力作用下的匀变速直线运动,体会实验在发现自然规律的作用。
4、知道误差产生的原因及其减小的方法。
【重点与难点】重点:掌握匀变速直线运动的实验探究的原理和方法。
难点:怎样分析处理实验获取的数据并得到实验结果。
【知识精讲】一、实验原理1、打点计时器打点计时器是一种使用低压、交流电的计时仪器。
当交流电频率为50Hz时,它每隔0.02s 打一次点,因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上各点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
2、电火花计时器电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。
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,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。
当电源频率为50Hz时,它也是每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。
电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。
3、如何应用打点计时器探究沿斜面下滑的小车是否做匀变速直线运动方法1、课本中已经说明,不在赘述。
方法2、判断物体运动状态的方法:求相邻位移的Δs设相邻点之间的位移分别为s1、s2、s3……(1)若s2-s1=s3-s2=……=s n-s n=0则物体做匀速直线运动-1(2)若s2-s1=s3-s2……=s n-s n≠0则物体做匀变速直线运动(在实际实验中,只要近似相-1等即可证明物体做匀变速直线运动)。
证明:相邻点之间的位移s1、s2、s3……的时间都是相同的,设为T(如果认为T不太小,可取6个计数点之间的位移,即以6个点为一段划分纸带,每段的时间间隔就是6个点对应的时间间隔,即5×0.02s=0.1s,这样计算简单,因此只要s1、s2、s3……各段的时间相同即可)那么s1=v1T+s2=v2T+故Δs1=s2-s1=(v2-v1)T又v2-v1=aT因此Δs1=aT2同理可证Δs2=s3-s2=aT2,Δs3=s4-s3=aT2……所以,只要Δs1=Δs2=Δs3=……=s n-s n≠0-1物体就做匀变速直线运动4、求加速度的方法(1)用“逐差法”求加速度根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),得:,再求出a1、a2、a3的平均值,即为物体的加速度,其加速度为:即全部数据都用上,这样,相当于把2n个间隔分成前n个为第一组,后n个为第二组,利用这两组的位移之差Δs和时间间隔(nT)进行处理,起到了减小误差的目的,即。
实验:研究匀变速直线运动
实验:研究匀变速直线运动基础知识归纳1.实验目的(1)练习使用电磁打点计时器或电火花计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动情况. (2)测出匀变速直线运动的加速度. 2.实验原理(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 交流交流 电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压是的工作电压是 4~6 V ,电火花打点计时器的工作电压是,电火花打点计时器的工作电压是 220 V .当电源频率是50 Hz 时,它每隔它每隔 0.02 s 打一次点. (2)若纸带上相邻点间的位移差x n +1-x n = 0 ,则物体做匀速直线运动.若x n +1-x n = C (非零常数) ,则物体做匀变速直线运动. (3)根据纸带求加速度的方法:根据纸带求加速度的方法:用“逐差法”求加速度.设相邻计数点间的距离分别为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6,根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3= 3aT 2 (T 为相邻计数点间的时间间隔)求出a 1=2143 T x x -、a 2=2253T x x -、a 3= 3 236Tx x -,再算出a 1、a 2、a 3的平均值,就是物体运动的加速度. 3.实验器材电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片. 4.实验步骤(1)安装实验装置(如图所示). (2)接通电源,释放小车,重复打纸带三条. (3)挑选纸带,确定计数点,测相邻间距. (4)用逐差法求加速度. 5.注意事项(1)计时器打出的点不清晰,可能是计时器打出的点不清晰,可能是 电压偏低电压偏低 或 振针位置不合适振针位置不合适 . (2)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,如果打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一些. (3)计时器打点时,应先计时器打点时,应先 接通电源接通电源 ,待打点稳定后,再,待打点稳定后,再 拉动纸带拉动纸带 . (4)拉动纸带前,应使拉动端停靠在拉动纸带前,应使拉动端停靠在 靠近打点计时器靠近打点计时器 的位置. (5)小车的加速度应适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 50 cm cm 的纸带上清楚地取出7~8个计数点为宜. 重点难点突破一、对实验操作步骤及注意事项的理解和掌握要熟练实验的操作过程,特别注意减少实验误差的操作技巧. 二、数据分析与处理1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,A 、B 、C 、D 、…为时间间隔相等的各计数点,x 1、x 2、x 3、…为相邻两计数点间的距离,若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=常数,即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动. 2.由纸带求物体运动加速度的方法由纸带求物体运动加速度的方法(1)根据Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔),求出a =2T xD ,然后求平均值. (2)用逐差法求加速度:根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT2 求出a 1=2143T x x -、a 2=2253T x x -、a 3=2363T x x -,再算出a 1、a 2、a 3的平均值a =3321a a a ++即为物体运动的加速度. (3)用v-t 图象法,先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度v n =T x x n n 21++,求出打第n 个点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t 图象,图线的斜率即为物体运动的加速度:a =t vDD . 以上三种求a 方法中,方法(1)求法误差较大,如果所测数据多一般选取方法(2)、(3). 三、研究匀变速直线运动的其他方法研究匀变速直线运动,除了运用纸带数据分析法之外,我们还可以通过频闪照相法、滴水法等进行分析研究. 典例精析典例精析1.实验操作步骤及注意事项【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,按照实验进行的先后顺序,将下述步骤的代号填在横线上下述步骤的代号填在横线上 . A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端,并连好电路把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端,并连好电路C.换上新的纸带,再重做两次换上新的纸带,再重做两次D.把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面E.使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动在靠近打点计时器处,接通电源,放开小车,让小车运动 F .把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着合适的钩码G .断开电源,取出纸带断开电源,取出纸带【解析】正确的实验步骤是:把长木板平放在实验桌上,并用垫片把木板的一端垫高.把打点计时器固定在木板较高的一端,并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后.使小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打完一条纸带,断开电源,取下纸带,换上新纸带,再重做两次,即顺序为DBFAEGC. 【答案】DBFAEGC 【思维提升】对实验步骤可简化为:放置→固定→连接→先接后放,开始实验→重复实验→数据分析,同时要理解实验步骤中关键几步,如“固定时定滑轮要伸出桌面,打点计时器固定于远离定滑轮的一端;开始实验时先接通电源,后释放小车”等. 【拓展1】在“研究匀变速直线运动”的实验中,下列方法中有助于减少实验误差的是( ACD ) A.选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点,只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数的个数【解析】选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大,选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大,在用直尺测量这些点间在用直尺测量这些点间的间隔时,在测量绝对误差基本相同的情况下,相对误差较小,因此A 正确;在实验中,如果小车运动的加速度过小,打出的点很密,长度测量的相对误差较大,测量准确性降低,因此小车的加速度应适当大些,而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数,以增大拉力,故B 错,D 对;为了减少长度测量的相对误差,舍去纸带上过于密集,甚至分辨不清的点,因此C 项正确. 2.研究匀变速直线运动的其他方法【例2】两木块自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示.连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知可知 ( ) A.在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同两木块速度相同B.在时刻t 3两木块速度相同两木块速度相同C.在时刻t 3以及时刻t 4之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同D.在时刻t 4以及时刻t 5之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同【解析】设连续两次曝光的时间间隔为t ,记录木块位臵的直尺最小刻度间隔长为l ,由图可以看出下面木块间隔均为4l ,木块做匀速直线运动,速度v =tl4.上面木块相邻时间间隔内木块的间隔分别为2l 、3l 、4l 、5l 、6l 、7l ,相邻相等时间间隔t 内的位移之差Δl =l =恒量, 所以上面木块做匀变速直线运动由某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可得t 2、t 3、t 4、t 5时刻的瞬时速度分别为:v 2=t l t l l 25232=+ v 3=t l t l l 27243=+ v 4=t l t l l 29254=+ v 5=tlt l l 211265=+ 可见速度v =tl4介于v 3、v 4之间,选项C 项正确. 【答案】C 【思维提升】(1)解决本题首先要具备一定的观察、分辨和信息提取能力,这也是近几年高考的考查热点. (2)熟练应用匀变速运动的一些重要结论,如Δx =aT 2,202t t vv v +=等可快速深入问题的实质,简化解题过程. 【拓展2】用滴水法可以测定重力加速度的值,方法是:在自来水龙头下面固定一块挡板A ,使水一滴一滴持续地滴落到挡板上,如图所示,仔细调节水龙头,使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时,下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h ,再用秒表计时,计时方法是:当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时,开启秒表开始计时,并数“0”,以后每听到一声水滴声,依次数“1,2,…”,一直数到“n ”时,按下秒表按钮停止时,读出秒表的示数为t .写出用上述测量方法计算重力加速度g 的表达式:g = 2hn 2/t 2 . 【解析】n 次响声间隔时间对应n 个水滴下落的时间间隔,所以一个水滴下落的时间T =t /n 由h =21gT 2得 g =22T h=2hn 2/t 2 3.实验数据分析与处理【例3】某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动实验步骤如下:实验步骤如下: a .安装好实验器材. b .接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如下图中0、1、2、…、6点所示. c .测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离,分别记为s 1、s 2、s 3、…、s 6. d .通过测量和计算,该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动. e .分别计算出s 1、s 2、s 3、…、s 6与对应时间的比值66332211t s t s t s t s 、、、、 . f .以t s 为纵坐标、t 为横坐标,标出t s 与对应时间t 的坐标点,画出t s -t 图象.结合上述实验步骤,请你完成下列任务:结合上述实验步骤,请你完成下列任务:①实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外,在下列的仪器和器材中,必须使用的有列的仪器和器材中,必须使用的有 和 (填选项代号). A.电压合适的50 Hz 交流电源交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺刻度尺D.秒表秒表E.天平天平 F .重锤重锤②将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻度线与0计数点对齐,0、1、2、5计数点所在位置如图所示,则s 2= cm ,s 5= cm. ③该同学在下图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标,请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点,并画出t s -t 图象. ④根据ts -t 图象判断,在打0计数点时,小车的速度v 0=m/s ;它在斜面上运动的加速度a = m/s 2. 【解析】①A ,C ②0刻度线和0计数点左端对齐,s 2是计数点0与2间的距离,读数时应注意从计数点2的左端读起,s 5同理.答案为(2.99~3.01),(13.19~13.21). ③ts-t 如图所示. 26)26(=TT T 4)26. 【思维提升】t -斜率为21a 【例4】在研究匀变速直线运动实验中,算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表格所示计数点序号计数点序号1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.40.5 0.6 通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了算出速度,合理的方法是为了算出速度,合理的方法是 ( ) =2T D 求出加速度,再取平均值,即为实验所。
匀变速直线运动实验探究
匀变速直线运动的实验探究一.主要知识点:1、理解位移、速度和加速度。
2、掌握打点计时器、频闪照相的原理和使用方法。
3、经历匀变速直线运动的实验研究过程。
二.重点难点重点:1、利用打点计时器判断小车是否做匀变速直线运动。
2、利用打出的纸带计算小车的加速度。
难点:1、利用逐差法求小车的加速度。
2、利用在匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度这一结论求小车在某点的瞬时速度。
考纲要求:知识性:理解;体验性:探究体验性:领悟课程标准要求1、经历匀变速直线运动的实验过程。
3、用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
教学用具:CAI课件、打点计时器、电源、纸带、光滑长木板内容:一、打点计时器及其使用1、中学实验室的两种打点计时器(1)电磁打点计时器电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。
它使用交流电源,工作电压4~6v,电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一个点。
构造:如图原理:通电以前,把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面。
接通电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便开始振动起来,带动其上的振针上下振动。
这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。
使用:如果把纸带跟运动的物体连在一起,即由物体带动纸带一起运动,纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移。
测量点的位置,我们就能了解物体的运动情况。
4、电火花打点计时器其原理与电磁打点计时器相同,不过在纸带上打点的不是振针和复写纸,而是电火花和墨粉。
使用时接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
当电源频率是50Hz时,每隔0.02s打一次点。
二、实验目的1、掌握利用打点计时器判断小车是否做运变速直线运动的方法。
2、利用△s=aT2求小车的加速度。
三、实验设计1、接通电源后,打点计时器每隔0.02s打一个点,当纸带在小车的带动下运动时,振针的上下振动就会通过复写纸在纸带上留下一行小点(称为计时点)。
高中高考物理必懂实验(广东适用)
高中高考物理实验(适合广东)实验一:研究匀变速直线运动(一)实验目的①通过打点计时器打出的纸带研究物体的运动情况; ②能根据纸带判断物体是否做匀变速直线运动; ③测定物体运动的加速度、求某时刻的速度 (二)实验原理测定物体做匀变速直线运动最基本的是测出位移和时间的关系,运用匀变速直线运动的规律,对纸带数据进行处理.(三)器材与装置器材: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,纸带,米尺,细绳,复写纸片.装置:按图1所示安装实验仪器,让带有纸带的小车在重物的拉动下运动,分析实验所得的纸带. (四)注意事项①开始要把小车停在靠近打点计时器处,再让小车运动,以便在纸带上打下足够多的点. ②先接通电源再放开小车.③选择点迹清晰的纸带,在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点,并做好标记供分析用.④将纸带平放在水平桌面上,用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录,不要分段测量.⑤小车的加速度宜适当大些,可以减小长度测量误差,一般能在约50cm 的纸带上清楚取7-8个计数点为宜.⑥纸带运动时要保持纸带的平直,减小纸带与打点计时器限位孔的摩擦. (五)数据处理方法①纸带选择: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 作为基准点,然后每5个点取一个计数点A 、B 、C 、…(或者说每隔4个点取一个记数点),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s 1、s 2、s 3 …②判断物体运动的性质:利用s 1、s 2、s 3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s 2-s 1、s 3- s 2、s 4- s 3…,如果各Δs的差值不等于零且在5%以内,可认为它们是相等的,则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动.③求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v :应用做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度.如Ts s v c 232+=④求被测物体的加速度有3种方法: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()()23216549Ts s s s s s a ++-++=.方法2:利用任意两段相邻记数点间的位移求加速度,最后取平均值.如()2Tn m s s a nm --=图1-5-2s方法3、利用v-t图象求加速度.求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度,画出如图1-5-2所示的v-t图线,图线的斜率就是加速度a.实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系(一)实验目的1.探究弹力与弹簧伸长的定量关系;2.学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法.(二)实验原理1.如图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等.2.弹簧的长度可用刻度尺直接测出,伸长量可以由拉长后的长度减去弹簧原来的长度进行计算.这样就可以研究弹簧的弹力和弹簧伸长量之间的定量关系了.(三)实验器材:带挂钩的弹簧、刻度尺、铁架台、钩码若干.(四)实验步骤1.将弹簧不带挂钩的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧未挂钩码时的长度l0.2.如图所示,在弹簧的挂钩上挂上钩码,待弹簧稳定后,记录下弹簧的总长度及钩码的总重,填写在记录表格里.3.改变钩码的个数,重复前面的实验过程,再读出几组数据,并将数据记录在表格里.4长量x为横坐标,用描点作图法描出各点.5.探索结论:按照Fx图象中各点的分布与走向,尝试作出一条平滑的曲线(包括直线).所画的点不一定正好在这条曲线上,但要注意使曲线两侧的点数大致相同.尝试写出曲线所代表的函数关系.6.得出弹力F和弹簧伸长量x之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.(四)注意事项1.在弹簧的弹性限度内,每次所挂钩码的质量差尽量大一些,以便使坐标上描的点尽可能稀疏,这样作出的图线更精确.2.测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,读数时,视线要水平,力求读数准确,以免增大误差.3.实验中,要尽量多测几组数据.4.建坐标系时,要选择合适标度,以使所画曲线占据整个坐标纸.5.画图线时,不一定要让所有点都正好在曲线上,但应注意使曲线两侧的点数大致相同,偏离太远的点要舍弃.(六)误差分析1.弹簧长度测量不够准确.2.描点、画线不准确.实验三:验证力的平等四边形定则(一)实验目的验证互成角度的两个共点力的平行四边形定则.(二)实验原理将结点用F1与F2两个共点力拉至O点,若改用一个拉力F′仍使结点到O点,则力F′与力F1和F2的共同作用的效果相等,根据合力的定义,力F′为力F1和F2的合力。
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例1.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。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11.15cm ,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/s2 ,AB的距离应为 cm 。(保留三位有效数字)
⑵用v-t图象法:即先根据求出打第n个点时纸带 的即时速度,后做出v-t图,图线的斜率即为物体 运动的加速度。
S1 0
1
S2
2
S3
3
S4 S 4 v3 2T
四、实验步骤
1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上,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.把一条细绳栓在小车上,细绳跨过滑轮,并在细 绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在
长木板上平稳的加速滑行一段距离,把纸带穿过打
点计时器,并把它的一端固定在小车后面。 实验条件: a.合力恒定,细线与木板是平行的。 b.接50HZ,4—6伏交流电。
3.把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开 小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打出一系 列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。 4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的 点,确定计数始点,表明计数点,正确使用毫米刻度 尺测量两点间的距离,并把测量结果填入表中,用逐
实验:探究研究匀变速直线运动
推导
做匀变速直线运动的物体在一段时间内, 中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平 均速度。
s 1 V t V = (v0 vt ) t 2 2
练习:某同学拖动纸带做匀加速直线运动,打点
计时器在纸带上打出一系列点,两点的时间间隔 T=0.02s。
A
5.8 S1
1.了解打点计时器. (1)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)。 (2) 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.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:
0 S1 1 S2 2 S3 S4 S5
B C
图
S1
S2
S3
S4
9
D
S5
E
S6
F
(S4 S5 S6)( S1 +S2 +S3) a 2 9T
一、实验目的
1.练习使用打点计时器,学会用打
上点的纸带研究物体的运动。 2.掌握判断物体是否做匀变速运动 的方法。 3.测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验仪器
实验原理示意图
三、实验原理
s n 3 s n an 3T 2
因此,
a1 a2 ... an a n
一、判断运动性质
练习1:某同学测量匀变速直线运动的加速度,从若 干纸带中选取一条纸带的一部分,各个相邻点之间的 时间间隔是0.02s,图上注明了他对各个计时点间距 离的测量结果。 C D E A B mm 5.8 9.6 13.4 17.3 S1 S2 S3 S4 为了验证纸带的运动是匀变速运动,进行计算, 将结果填入表内 S -S S -S S -S
B
9.6 S2
C
13.4 S3
D
17.3 S4
E mm
则可以得到,VB= m/s VC= 0.575 m/s (保留3位小数)
0.385
推导:
做匀变速直线运动的物体,在相邻的时间内的 位移之差等于常量:
sn1 sn aT 2
即:由此可得:
sn3 sn 3aT 2
因此,可求出物体作匀变速直线运动的加速度:
3
4
5
如图所示,0、1、2„„为时间间隔相等的各计数
点,S1、S2、S3„„为相邻两计数点之间的距离,若
△S= S2-S1=„„=C(常数),即若两连续相等的时
间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的
运动为匀变速运动。
3.由纸带求物体运动加速度的方法: ⑴用“逐差法”求加速度.
根据S4-S1= S5-S2= S6-S3=3aT2 a S6 S5 S4 S3 S2 S1 2 9 T (T为相邻两计数点之间的时间间隔)
A
B
C
D
E
2 1 3 2 4 3
3.8
3.8
3.9
由此可得出结论:纸带在两个连续相等的时间内的位移之 差相等, 所以纸带的运动是匀加速直线运动 _____________.
二、求加速度
P21(2)
思考:某同学测量匀变速直线运动的加速度,从若干纸带 中选中一条纸带的一部分,各个相邻计数点之间的时间间 隔是T,图上注明了他对各个计数点间距离测量为S1、S2、 S3、S4、S5 、 S6 O A
差法求出加速度的值,还可求出各计数点对应的速度,
做v—t图象,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。
五、注意事项
1.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的 范围内清楚地取7~8个计数点为宜。 2.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞,纸带打完后即时 断开电源。 3.每打完一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保 证打点清晰。 4.应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点(一般 把计时器打出的5个点作为一个计数点),选取的计数点 不少于6个。 5.不要分段测量各段位移,应尽可能一次测量完毕(可 先统一量出到计数点0之间的距离),读数时应估读到毫 米的下一位。 6、注意所选取的相等时间间隔T的大小及所测位移S