匀变速直线运动的实验探究
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。
实验01 研究匀变速直线运动(解析版)
实验01研究匀变速直线运动●注意事项1.平行:纸带和细线要和长木板平行。
2.两先两后: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。
3.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。
4.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。
5.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.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差。
2.作v-t图象时出现作图误差。
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。
【典例1】[常规实验——基本仪器及原理]打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，(1)乙图是________计时器(填“电磁打点”或“电火花”)，所接电源为频率为50Hz的__________V的________电源时(填直流或交流)，每隔_________s打一次点；(2)在某次实验中，小车拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如下图所示，纸带上每5个点取一个计数点，按时间顺序取A、B、C、D、E五个计数点，实验中已得出相邻两计数点间的距离如下图所示(单位：cm)①实验中，必要的措施是________(多选)；A.细线必须与长木板平行B.先释放小车再接通电源C.挂的钩码个数越多越好D.小车应从靠近打点计时器处释放②从纸带可以看出物体在做________________直线运动，在计数点B所代表的时刻，小车运动的瞬时速度大小为v B=__________m/s，小车的加速度大小为a=___________m/s2(保留三位有效数字．．．．．．)。
物理匀变速直线运动实验报告
匀变速直线运动的实验探究一、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1.判断物体是否做匀变速直线运动物体在各个连续相等时间T里的位移分别是s1、s2、s3…,若满足s2-s1=s3-s2=s4-s3=……则物体做匀变速直线运动2.若物体做匀变速直线运动,设加速度为a,则△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=aT2(可证明)由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2,同理有s5-s2=s6-s3=……3a T2,可见,测出各段位移s1、s2…即可求出再算出a1、a2……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,刻度尺,导线，电源，钩码，细绳四、实验步骤(1)按教材39页图3-13所示,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限位孔,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,先接通电源后,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s1、s2、s3六、数据处理及结论测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度,把测量结果填入下表T=0.1s计数点位移s/m 位移差1234562从数据中可知:在误差允许范围内,物体匀变速直线运动(1)若物体是做匀变速直线运动,则(2)若物体不是做匀变速直线运动,请进行误差分析七、误差分析。
匀变速直线运动实验报告
匀变速直线运动实验报告匀变速直线运动实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过观察和记录匀变速直线运动的物体在不同时间下的位移和速度变化，探究匀变速直线运动的规律，并验证运动学中的相关理论。
二、实验器材与原理1. 实验器材：直线轨道、小车、计时器、测量尺、速度计、电池等。
2. 实验原理：匀变速直线运动是指物体在相等时间间隔内，位移的增量不断增大，速度的变化量也在不断增大的运动。
根据运动学的相关理论，匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比，速度与时间成正比。
三、实验步骤1. 将直线轨道放置在水平桌面上，并确保其平整度。
2. 将小车放置在轨道上，并确保其能够自由滑动。
3. 使用测量尺测量轨道的长度，并记录下来。
4. 将计时器设置为手动模式，并准备好进行实验的计时。
5. 将小车推动到轨道的一端，并在计时器启动后，用力将小车推动，使其沿轨道做匀变速直线运动。
6. 当小车到达轨道的另一端时，立即停止计时器，并记录下用时。
7. 使用速度计测量小车在不同时间点的速度，并记录下来。
四、实验数据处理与分析1. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的位移，并绘制位移-时间图像。
2. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的速度，并绘制速度-时间图像。
3. 分析位移-时间图像和速度-时间图像的特征，探究匀变速直线运动的规律。
4. 根据实验数据和分析结果，验证运动学中的相关理论。
五、实验结果与结论通过实验数据处理与分析，我们得到了位移-时间图像和速度-时间图像。
位移-时间图像呈现出一条平滑的曲线，且曲线的斜率逐渐增大，表明小车的位移随时间的增加而增大。
速度-时间图像呈现出一条直线，且斜率保持恒定，表明小车的速度在匀速增加。
根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比。
2. 匀变速直线运动的速度与时间成正比。
3. 实验结果验证了运动学中的相关理论。
六、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
初三物理《匀变速直线运动的实验探究》优秀教案设计
初三物理《匀变速直线运动的实验探究》优秀教案设计。
而优秀的教案设计，则成为了帮助学生清晰掌握探究匀变速直线运动实验中实验步骤和数据分析的关键所在。
接下来，通过对一个初三物理匀变速直线运动实验探究的教案进行分析，来看一下优秀教案设计的具体内容。
一、教学目标的确定初三匀变速直线运动实验教案的目标一般包括数学、物理、思维三个方面，其中，数学目标主要围绕了解匀变速运动的基本定义和计算公式，例如：匀加速和不匀加速运动的分析方法；物理目标则包括了初步认识物体做匀变速直线运动的基本特征和规律，例如：学习如何利用影象记录物体的运动过程；思维目标则主要体现在培养学生的实验设计与数据分析的能力上，例如：学习如何推测物体在不同时间内的位置变化趋势。
二、教学内容的编排1.匀变速直线运动的实验原理需要让学生了解匀变速直线运动的基本定义和计算公式，让他们明确实验原理，明白影象和文字记录的意义。
2.实验器材和实验步骤教师应该根据实验的环境和学生的实际情况，选择不同的实验器材，并展示器材如何设置和使用。
同时，需要让学生了解实验步骤及实验中碰到的问题。
3.实验数据的收集和记录接下来，学生需要根据实验步骤，用影象或残影记录物体在不同时间内的位置变化趋势，同时记录关键数据。
教师可以根据学生的实际情况，逐步加深难度，进行数据整理和分析。
4.计算分析则需要让学生利用计算公式，将实验数据转换为图像，进一步分析物体的运动特点，提高对物体运动规律的认识。
三、教学方法的选择在教学过程中，教师应该灵活运用各种教学方法，如板书、演示、展示、探究和讨论等。
对于初学者来说，应以疏导思路、引导发现为主，增强实验的实际性和操作性。
对于学习较深的学生，则可要求其自主探究问题，利用成果展示等形式进行交流。
四、教学评价的方式针对这样一个教学方案，教师可以选择多种不同的教学评价方法，如笔试、口试、小组讨论等。
其中，笔试可以用来评价学生对于书本知识的掌握程度；口试则可以更直接地反映学生掌握物理思想和实验能力的情况。
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－1＝0则物体做匀速直线运动(2)若s2－s1＝s3－s2……＝s n－s n－1≠0则物体做匀变速直线运动(在实际实验中，只要近似相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－1≠0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。
研究匀变速直线运动的实验
研究匀变速直线运动的实验
匀变速直线运动指的是物体在直线上做匀加速或匀减速的运动。
研究匀变速直线运动的实验可以通过以下步骤进行：
1. 准备实验器材：实验器材包括小车、光电门、计时器、线轮、杠杆等。
2. 建立直线运动模型：设置好实验小车在直线轨道上的运动路线,并制定好实验计划。
3. 测量起点速度：通过给小车一个初速度来开始实验,在车经过起点时使用计时器计算其通过起点的时间,再通过杠杆计算小车的起点速度。
4. 测量运动过程中的速度：通过将小车放在轨道上并用光电门记录它通过每段路程的时间,可以得到小车在不同时刻的速度。
5. 测量运动过程中的加速度：通过计算小车在不同时刻的速度变化率来计算小车的加速度。
6. 计算运动的位移和时间：通过测量小车运动开始和结束时的位置以及小车经过每个点的时间,计算小车在整个过程中的位移和时间。
7. 分析实验结果：将实验数据进行整理和分析,得出小车的加速度,速度和位移变化等规律。
通过以上实验,可以深入理解匀变速直线运动的规律,并且了解运动学中的基础概念与公式。
物理匀变速直线运动的实验
实验一：匀变速直线运动的实验目的：研究匀速直线运动,分析加速度、瞬时速度的求法原理: a =△S/ T2 = x m-x n/（m-n）T2;v n=x n+x n+1/2T实验器材：打点计时器（f=50Hz）、木板、小车、滑轮、钩码、纸带。
实验装置：实验步骤：一：木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。
二：穿纸带；挂钩码。
三：先连接电源，然后放开小车，让小车拖动纸带运动，打完一条后立即关闭电源。
四：换纸带，再做一次。
实验注意点：1.固定打点计时器时，应让限位孔处再长木板的中央位置。
2.滑轮不能过高，细线应与木板平行。
3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从木板上掉下来。
4.先接通电源，后让纸带运动。
5.打点结束后立即关闭电源。
纸带分析：开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始，每隔五个间隔取一个计时点，然后取6个点，进行标号。
列入表格记录数据，求出各点瞬时速度，画出v-t图像（坐标轴、描点、连线、与坐标轴交点、斜率a）。
计算过程要注意单位要为国际单位制单位，多次实验求平均值。
习题演练一、某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已将每条纸带上每5个几十点取好了一个计数点，即两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依次打点先后编为0、1、2、3、4、5。
由于不小心，纸带被撕断了，如图所示，请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：1.从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的。
2.打A纸带时，物体的加速度是。
二、在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计时点A、B、C、D、E、F、，相邻两记数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.1.根据学过的知识可以求出在B点的速度，CE间的平均速度是；2.以打A点为计时起点，建立v-t坐标系如右图所示，请在图中做出小车运动的速度与时间的关系图线。
实验研究匀变速直线运动
大一点．
2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器 稳定工作后，再释放小车． 3．释放小车前，应使小车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．
5．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳的另一端挂上 合适的钩码,把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下 面),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系列的点. 取下纸带,换上新纸带,重复实验三次.
高考真题
[例1] (2010· 全国卷Ⅱ)利用图实－4－6
中所示的装置可以研究自由落体运动．
实验中需要调整好仪器，按通打点计 时器的电源，松开纸带，使重物下落， 打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．图实－4－6 (1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有
________．(填入正确选项前的字母)
例1：一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运
动加速度”的实验时,纸带上打出的不是圆点而是
如图所示的一些短线,这可能是因为(
A.打点计时器错接在直流电源上
)
B.电源电压不稳定
C.电源的频率不稳定
D.振针压得过紧
解析:当振针距离复写纸片间隙过小时,每一个打点周
期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上,
时器,交流电源的频率是50 Hz,由纸带上打出的某一点开 始,每5个点剪下一段纸带,如图所示,每一小段纸带的一 端与x轴相重合,一边与y轴平行,将纸带依次贴在坐标系 中,求:
匀变速直线运动的实验报告
匀变速直线运动的实验报告匀变速直线运动的实验报告引言：匀变速直线运动是物理学中一个重要的研究对象，通过实验可以深入了解物体在直线运动中的加速度变化规律。
本实验旨在通过实际操作和数据收集，验证匀变速直线运动的基本理论，并探讨其应用。
实验目的：1. 通过实验测量物体在匀变速直线运动中的位移、时间和速度数据。
2. 建立位移-时间、速度-时间图像，并分析图像中的关系。
3. 验证匀变速直线运动的基本公式，如位移-时间关系、速度-时间关系和加速度-时间关系。
实验装置与材料：1. 直线轨道：用于使物体在直线上运动。
2. 物体：选择一个小球或滑块作为实验物体。
3. 计时器：用于测量物体运动的时间。
4. 尺子：用于测量物体的位移。
5. 速度计：用于测量物体的速度。
实验步骤：1. 将直线轨道放置在水平桌面上，并确保其平整度。
2. 将物体放置在轨道的起点处。
3. 准备好计时器和尺子，并确保其准确度。
4. 启动计时器，并同时开始物体的运动。
5. 在物体运动过程中，用尺子测量物体的位移，并记录下来。
6. 在物体运动结束时，停止计时器，并记录下物体运动的时间。
7. 根据位移和时间的数据，绘制位移-时间图像。
8. 根据位移-时间图像，计算物体的平均速度。
9. 根据速度的变化，绘制速度-时间图像。
10. 根据速度-时间图像，计算物体的加速度。
实验结果与分析：通过实验测量得到的位移-时间图像呈现出一条斜线，表明物体在匀变速直线运动中的位移随时间的变化是线性的。
根据斜率的大小，可以得到物体的平均速度。
在速度-时间图像中，可以观察到速度随时间的变化呈线性增长或减少的趋势，这与匀变速直线运动的理论相符。
通过计算速度的变化率，即斜率，可以得到物体的加速度。
实验结论：1. 在匀变速直线运动中，物体的位移与时间的关系是线性的，即位移随时间的变化是匀速的。
2. 通过位移-时间图像可以计算出物体的平均速度。
3. 在匀变速直线运动中，物体的速度与时间的关系是线性的，即速度随时间的变化是匀速的。
实验研究报告匀变速直线运动
实验研究报告匀变速直线运动摘要：本文旨在探究匀变速直线运动的物理规律，通过实验的方式，研究质点在匀变速直线运动时的位移、速度、加速度与时间之间的关系。
实验结果表明，加速度越大，速度变化越快，加速度相同的情况下速度变化的越多；位移与速度成正比，位移与时间成二次函数关系。
关键词：匀变速直线运动；位移；速度；加速度；时间Introduction：匀变速直线运动是物理中的一个基本概念，即物体以相等的时间间隔在同一方向上发生速度的改变。
匀变速直线运动在很多领域有着广泛的应用，如机械运动、电子运动等。
本文旨在通过实验，研究一个物体在匀变速直线运动中的位移、速度、加速度与时间之间的关系，为后续的应用提供理论依据。
Experiment:实验使用的物品是一个圆形质点，根据平衡运动的原理，我们可以通过在一个光滑的直线轨道上，利用重力的力量让质点匀变速向下滑动，并连同其它器材得到物体的速度、位移和时间等数据，实验过程如下：1. 在轨道上方的起点处定位一个物体，记下初始位置。
2. 松开物体，记录物体到达轨道底部所需的时间。
3. 利用计时器记录每过一秒物体在直线轨道上的位置，并记录下位移、时间和速度。
4. 根据位移和时间计算加速度。
实验数据：由于实验满足匀变速直线运动的条件，位移、速度和加速度之间的关系可以通过数学公式直观地表现出来，数据表格如下：时间（s）位移（cm）速度（cm/s）加速度（cm/s^2）0 0 0 01 2 2 22 6 4 23 12 6 24 20 8 25 30 10 2由表可以看出，加速度恒定，等于2 cm/s²，随着时间增加，速度的变化越来越大，但每单位时间的变化量始终相等。
结论：通过实验数据分析可以得到以下结论：1. 加速度越大，速度变换越快。
在恒定的时间里，加速度大的质点位移更远，速度变化更大。
2. 速度与位移成正比，即速度越大，位移越远。
3. 位移与时间成二次函数关系，即位移随时间呈现出一定的曲线形态。
探究匀变速直线运动规律的实验
探究匀变速直线运动规律的实验1. 引言大家好，今天我们要来聊聊匀变速直线运动，这可是物理课上一个既神秘又有趣的话题！你知道吗？生活中随处可见的运动，其实都藏着不少秘密呢！从小轿车的加速，到篮球飞翔的轨迹，都是匀变速运动的例子。
听上去是不是有点复杂？别担心，我们就像一杯奶茶，慢慢来，分层品尝！2. 实验准备2.1. 实验器材首先，咱们得准备一些基本的实验器材。
你需要一个斜面，几块木板，和一些小球，比如乒乓球。
记得还要准备一个秒表和卷尺，没这些可就没法玩了哦！想象一下，斜面就像是小朋友的滑滑梯，球球从上面滚下来，速度可是越来越快的，嘿嘿，想想就兴奋！2.2. 实验步骤接下来，咱们开始动手实验吧！先把斜面架好，确保它稳稳的。
然后，把小球放在斜面顶端，准备好秒表，注意，心里默念“三、二、一，GO！”小球一落下，秒表立刻开始计时。
你会发现，球的速度越来越快，像是脱缰的野马，真是让人激动得不行啊！记得每隔一段时间就记录一下时间和位置，这可是搞懂规律的关键哦！3. 数据分析3.1. 结果观察实验完毕，数据收集可不能马虎。
你会发现，每次球下滑的时间和位置都有一定的规律，简直是像打麻将一样，有牌可打！将这些数据整理成表格，然后用图表来展示，这样一来，直观又容易理解。
慢慢分析，你会发现，球的速度是线性增加的，嘿，难道这就是匀变速运动的真谛？3.2. 规律总结最后，我们要总结一下这次实验的结果。
根据数据，可以得出结论：在同样的条件下，物体在重力的作用下，会以恒定的加速度运动。
这就好比你坐在过山车上，刚开始的时候慢慢爬升，接着就飞速下滑，肾上腺素飙升，让你心跳加速，感觉无比刺激！所以说，匀变速直线运动，真的是让人耳目一新的发现。
4. 结尾今天的探究之旅就到这里啦！通过实验，我们不仅了解了匀变速直线运动的规律，还体验到了科学的魅力。
下次再看到汽车飞驰而过，或是小球在斜面上滚动时，想想今天的实验，心中一定会有一种“原来如此”的感慨。
鲁科版必修1《匀变速直线运动的实验探究》教案及教学反思
鲁科版必修1《匀变速直线运动的实验探究》教案及教学反思实验目的1.通过实验探究匀变速直线运动的物理规律，理解加速度和速度的概念。
2.提高学生的动手能力和实验操作技能。
3.培养学生的科学探究精神和团队合作能力。
实验器材和材料1.直线轨道2.小球3.计时器4.尺5.电子秤实验原理1.速度与时间关系的实验探究：小球在倾斜的直线轨道上匀加速运动，根据重力和轨道的弧度产生向下的分力，计算出小球在不同时间段内的速度和加速度。
2.速度与位置关系的实验探究：小球在直线轨道上做匀变速运动，通过测量小球的起点、终点、时间，计算出小球在不同位置处的速度和加速度。
实验步骤1.静态重量测量：使用电子秤测量小球的静态重量，记录下数据。
2.实验一：速度与时间关系的探究1.调整直线轨道，使其呈倾斜状态，测量得到轨道长度L和高度H，并记录下数据。
2.将小球放置于轨道的起点，松手让小球自由落下，并记录下小球的过程时间t1。
3.将小球从起点开始推动，记录下小球的过程时间t2。
4.根据公式v=gt和a=(2H-L)/t^2，计算出小球在不同时间段内的速度v和加速度a，并用表格记录下数据。
3.实验二：速度与位置关系的探究1.调整直线轨道，使其处于水平状态。
2.将小球放置于轨道的起点，让小球自由滑行，记录下起点和终点的位置坐标。
3.测量小球滑行的时间，计算出小球的平均速度v和加速度a，并用表格记录下数据。
4.将小球从不同位置处推动，重复上述步骤，记录下小球在不同位置处的速度和加速度。
教学反思实验教学过程中，学生经过手动操作、实地观察、测量和数据处理等环节，全面提高了课堂参与度和实验操作技能，同时培养了学生的创新思维和科学实验探究的精神。
在实验上的开展中也存在着一些亟待解决的问题：1.实验安全问题：学生在实验前需要详细了解实验注意事项，掌握操作规程，并注意自我保护。
2.实验设备完备问题：学校需要配备一定数量的直线轨道，保证实验进行的基础设备受到保障。
实验报告研究匀变速直线运动规律
实验报告研究匀变速直线运动规律摘要：本实验通过对匀变速直线运动的研究，旨在探究物体在匀变速直线运动中的规律。
实验采用了计时器和测量仪器，记录了物体在不同匀变速直线运动中的位置和时间，得出了位置-时间曲线以及运动规律。
实验结果表明，匀变速直线运动遵循一些基本规律。
引言：匀变速直线运动是物体运动的一个重要概念，在物理学研究中有着广泛的应用。
了解该运动的规律对于进一步理解物体运动和力学的基本原理至关重要。
一般而言，匀变速直线运动可以分为两个部分：匀速运动和变速运动。
匀速运动是指物体在相等时间内所运动的距离相等，而变速运动是指物体在相等时间内所运动的距离不等。
本实验旨在探究物体在匀变速直线运动中的规律，并通过实验数据分析得出结论。
材料与方法：1. 实验仪器：计时器、测量尺、直线导轨、滑块等。
2. 实验过程：a) 在实验室中设置一段直线导轨，并用测量尺标明刻度。
b) 将滑块置于导轨上的起始位置，并用计时器记录时间。
c) 以一定的力将滑块推动，使其匀变速地沿导轨运动。
d) 在滑块运动过程中，用计时器记录滑块到达不同位置的时间，并同时用测量尺测量相应位置。
e) 重复以上步骤多次，取多个数据点。
结果与分析：通过实验测量得到了滑块在匀变速直线运动过程中的位置和时间数据，进而绘制了位置-时间曲线。
根据曲线的形状和变化趋势，我们可以得出以下结论：1. 在匀变速直线运动过程中，位移随时间的变化呈现非线性的关系。
2. 速度随时间的变化呈线性关系。
3. 加速度的变化常量。
根据以上结论，可以推导出匀变速直线运动的一些基本公式：1. 位移公式：S = v0 * t + 1/2 * a * t^2，其中S为位移，v0为初速度，t为时间，a为加速度。
2. 速度公式：v = v0 + a * t，其中v为速度。
3. 加速度公式：a = (v - v0) / t，其中a为加速度。
结论：通过实验数据的分析和运动规律的推导，我们得出匀变速直线运动具有一定的规律性，可以通过一些基本公式来描述和预测。
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。
实验1研究匀变速直线运动
实验一 研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利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直线运动的方法(Δx ＝aT 2)．3．测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点．(2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器：4 V ～6 V 交流电源电火花计时器：220 V 交流电源 (3)纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．②通过研究纸带上各点之间的距离，可以判断物体的运动情况．③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔．2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间内速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝Δv Δt ＝Δv 1Δt ＝Δv 2Δt＝…. (2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2.3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图1所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，且满足x 6－x 5＝x 5－x 4＝x 4－x 3＝x 3－x 2＝x 2－x 1，即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，这样可使所给数据全部得到利用，以提高准确性．图1(2)“平均速度法”求速度：得到如图2所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，n 点的瞬时速度为v n .即v n ＝(x n ＋x n ＋1)2T.图2(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v －t 图象，直线的斜率即加速度．图4图5三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．四、实验步骤1．仪器安装(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见图3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图32．测量与记录(1)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，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系列的点，换上新纸带，重复三次．(2)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，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T ＝0.1 s ．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次．3．数据处理及实验结论(1)由实验数据得出v －t 图象①根据表格中的v 、t 数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图4所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上． 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 图象，它是一条倾斜的直线．(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，有两条途径进行分析 ①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5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．②通过函数关系进一步得出：既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化．五、注意事项1．交流电源的电压及频率要符合要求．2．实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸．3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．4．先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．5．要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s.6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免因速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集．7．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚相邻计数点间所选的时间间隔T.8．测x时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差．考点一完善实验步骤例1在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有________．A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码D．取下纸带E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔________________________________________________________________________ 将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G、H……)；实验步骤的合理顺序为：________________.考点二纸带数据的处理例2(2010·广东理综·34(1))如图6是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图6(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、图7B 两点间距x ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．例3 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图7.长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上．在平板上标出A 、B 两点，B 点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间．实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ，用天平测量滑块的质量m ；②用直尺测量A 、B 之间的距离s ，A 点到水平桌面的垂直距离h 1，B 点到水平桌面的垂直距离h 2；③将滑块从A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t ；④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t ；⑤利用所测数据求出摩擦力F f 和斜面倾角的余弦值cos α；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F f －cos α关系曲线．(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g )；①斜面倾角的余弦cos α＝________________；②滑块通过光电门时的速度v ＝________；③滑块运动时的加速度a ＝______________；④滑块运动时所受到的摩擦阻力F f ＝________.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图8所示，读得d ＝________________.图8实验原理迁移创新高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新而知识旧．因此做实验题应注重迁移创新能力的培养，用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．针对本题，纸带的处理、游标卡尺的读数、匀变速直线运动规律以及牛顿第二定律，都是教材中的重点知识，只要熟练掌握，就不难解答本题．图9 1. 如图9所示是做匀加速直线运动的小车带动打点计时器在纸带上打出的点的一部分．图中每相邻两点之间还有四个点没有画出，交流电的频率为50 Hz ，测得第二个、第三个计数点与零点相距d 2＝6.0 cm ，d 3＝10.0 cm ，则 (1)第一个、第四个计数点与零点相距d 1＝________；d 4＝________；(2)物体经过第一个、第二个计数点的瞬时速度v 1＝_____，v 2＝________；物体的加速度a ＝________.2．(2010·重庆理综·22(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 ＝50 Hz.在纸带上打出的点中，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．如图10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：x A ＝16.6 mm 、x B ＝126.5 mm 、x D ＝624.5 mm.图10若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为________s ；(2)打C 点时物体的速度大小为__________m/s(取2位有效数字)；(3)物体的加速度大小为________(用x A 、x B 、x D 和f 表示)．3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图11所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 Hz.图11(1)在打点计时器打B 、C 、D 点时，小车的速度分别为v B ＝________ m/s ；v C ＝________ m/s ；v D ＝________ m/s.(2)在如图12所示的坐标系中画出小车的v －t 图象．图12(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________，此速度的物理含义是__________________．4．如图13所示，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，利用此装置可以测量重力加速度．图13图14(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需____(填字母代号)中的器材．A ．直流电源、天平及砝码B ．直流电源、毫米刻度尺C ．交流电源、天平及砝码D ．交流电源、毫米刻度尺 (2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v －t 图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是__________，横轴表示的是________．5．(2011·课标·23)利用图14所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时 器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s ，记下相应的t 值；所得数据如下表所示.s (m)0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t (ms)292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s /t (m·s －1) 1.71 1.62 1.55 1.45 1.34 1.22完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________；(2)根据表中给出的数据，在图15给出的坐标纸上画出s t－t 图线；图15(3)由所画出的s t－t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__________m/s 2(保留2位有效数字)．6．某校研究性学习小组的同学用如图16甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴(以滴水计时器内盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘内；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x01＝1.40 cm，x12＝2.15 cm，x23＝2.91 cm，x34＝3.65 cm，x45＝4.41 cm，x56＝5.15 cm.试问：图16(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似．(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v4＝________m/s，小车的加速度a＝________m/s2.(结果均保留2位有效数字)答案课堂探究例1 AD G ．换上新纸带重复实验三次 BEFCADG 例2 (1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s例3 (1)①1s s 2－(h 1－h 2)2 ②d t③d 22s t 2 ④mg h 1－h 2s －m d 22s t 2 (2)3.62 cm 随堂训练1．(1)2.67 cm 14.67 cm (2)30 cm/s 36.67 cm/s 66.67 cm/s 22．(1)0.1 (2)2.5(3)(x D －3x B ＋2x A )f 2753．见解析 4．(1)D (2)v 22－h 速度平方的二分之一 重物下落的高度 5．(1)s ＝v t t －12at 2或s t ＝v t －12at (2)见解析中图 (3)2.06．(1)打点计时器 (2)0.20 0.19。
3.2 研究匀变速直线运动实验报告
第三章 第２节 匀变速直线运动得实验探究 班级 姓名 座号一、实验目得1、练习使用打点计时器。
2、掌握判断物体就就是否做匀变速直线运动得方法。
３、利用纸带求某点得瞬时速度与匀变速质点运动得加速度。
二、实验原理１、判断物体就就是否做匀变速直线运动(1)利用平均速度v ＝错误!,当Δt 很短时,可以近似认为平均速度错误!等于t 时刻得瞬时速度,利用速度与时间关系判断物体就就是否做匀变速直线运动。
（2)利用Δs ＝s 2－s 1=s 3-ｓ2=…=s n -s n －１＝aT 2判断物体就就是否做匀变速直线运动。
2、 求匀变速直线运动得瞬时速度根据平均速度等于中间时刻得瞬时速度求出= ,= 、、、、、、=3、求匀变速直线运动得加速度(1）法一、逐差法以取六个间隔为例,则a 1＝s 4－s １3T 2，a 2=＼f(ｓ5－s 2,3T 2）,a 3=＼ｆ(s 6-s ３，３T 2）、 加速度得平均值为a =13（ａ1＋ａ2＋a 3) ＝13错误!=错误![(s 4＋s ５+s 6)-(ｓ１+ｓ2+s 3)] 逐差法处理数据求加速度得平均值,好处就就是各个数据都得到了利用,达到正、负偶然误差充分抵消得作用,使计算结果更接近真实值。
(２)法二、用v-ｔ图求加速度用横坐标表示时间ｔ,用纵坐标表示瞬时速度v 建立坐标系,标出(T ，)，(2Ｔ,)、、、、、、各点，把这些点连接起来可画出一条直线(让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点尽可能等量地分布在直线两侧)，求此直线得斜率即为物体得加速度。
三、实验器材电火花打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、钩码、长木板、刻度尺、导线等。
四、实验步骤①将打点计时器固定在长木板得一端。
②连接好打点计时器得电路。
（注意此过程中要断开开关)③将纸带穿过打点计时器,连接在小车后面,并使小车靠近打点计时器，并连接砝码到小车。
④闭合电路开关，然后释放小车,打完纸带后立即关闭电源。
同课7：实验一 研究匀变速直线运动
数据处理 1．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，在后边便于测量的地方找一个开始点来确 定计数点．为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个 点的时间作为时间单位，即 T＝0.1s.
12a＝ 2.80－.060－0×10－2m/s2＝0.467m/s2， 解得：a＝0.933m/s2.
题型二：根据物体运动的闪光照片来求某瞬间的速度及 运动的加速度
命题规律 根据所给的闪光照片来确定物体的运
动性质，求某一时刻物体的速度及运动的加速度．
【考例】 (2011·珠海模拟)一小球在桌面上做匀加速
完成下列填空和作图： (1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小 a、 滑块经过光电门乙时的瞬时速度 vt、测量值 s 和 t 四个物理 量 之 间 所 满 足 的 关 系 式 是 _________________________ _______________________________________________；
②图(乙)是根据实验数据绘出的 s－t2 图线(s 为各计数 点至 同一起点的距 离)， 斜率表示 ________，其大 小为 ________m/s2(保留三位有效数字)．
【答案】 ①1.2 ②加速度的一半 0.933
【解析】 ①(2.20－1.00)cm＝1.20cm；②由 s＝12at2 得 s－t2 图线的斜率表示12a，即加速度的一半，
求解方法是：_________________________________ (不要求计算具体数值，但要说明过程)
【解析】 从图中读出 5、6 之间的距离为 37.5cm－ 24.0cm＝13.5cm,2、3 之间的距离为 6.0cm－1.5cm＝4.5cm， 利用逐差法有 x56－x23＝3aT2，求出 a＝3.0×10－2m/s2；位置 4 对应的速度为 v4＝x23T5＝24.0－ 2 6.0×10－2m/s＝9×10－2m/s；欲 求 4 的具体位置，可以采用逐差法利用(x6－x4)－(x4－x2)＝ 4aT2 求解．
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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。
而如若不用逐法而是用：，再求加速度有：相当于只用了s6与s1两个数据，这样起不到用多组数据减小误差的目的。
(2)用v－t图象求加速度：先根据，即中间时刻的即时速度等于这一段时间的平均速度，求出打第n点时纸带的瞬时速度，然后作出v－t图像，图线的斜率即为物体的加速度。
5、数据处理时应注意的问题：(1)事先接通电源后，待打点计时器工作稳定后，再放开小车。
放开小车时，小车要靠近打点计时器，以充分利用纸带。
(2)不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕(可能统一量出各计数点到计数起点0之间的距离)，读数时应估读到毫米的下一位。
(3)利用纸带上的点迹进行有关计算时，要注意以下几点：一是计数点是如何取的；二是长度采用什么单位；三是给出的哪段长度。
(4)用求得的几组速度值在v－t图像中描点作图，要使描得的点尽可能较均匀地分布在图线的两侧，从而减小作图带来的误差，然后在图线上取两个较远的点，依这两个点由求出a 即可。
二、频闪照相法及其应用频闪照相法是一种利用照相技术，每隔一定时间曝光，从而形成时间间隔相同的影像的方法，与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率，而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计器打出的点子。
因此运动物体的频闪照片即记录了物体运动的信息，也记录了物体运动的位移信息。
因此，用此手段处理获取的数据信息，与处理利用打点计时器获取的数据信息方法是雷同的。
北京四中【典例分析】例1、如1图所示，为某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中打出的纸带的一段，其中A、B、C为三个计数点，有关长度如图所示。
已知此物体的运动是匀变速直线运动，打点计时器使用50Hz交流电，则测得物体的加速度为m/s2，打点计时器打下B点时物体的速度v B m/s。
解析：由图可知s1＝s AB＝3.27cm＝3.27×10-2ms BC＝s2－s1＝(8.00－3.27)cm＝4.73×10-2mT＝0.02×5s＝0.1s根据Δs＝aT2得例2、利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，图2给出了该次实验中，从0点开始每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点。
测得相邻计数点的距离依次为s1＝1.40cm，s2＝1.90cm，s3＝2.38cm，s4＝2.88cm，s5＝3.39cm，s6＝3.87cm，作出速度图象，并由图象求出小车的加速度。
解析：小车在打各计数点时的速度为：同理：v2＝21.40cm/s,v3＝26.30cm/s，v4＝31.35cm/s，v5＝36.30cm/s，作出图象如3图所示：在直线上选取A和B两点计算加速度，v A＝12.00cm/s，t A＝0，v B＝42.20cm/s，t B＝0.6s，则：例3、如图4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。
图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。
(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）各位移差与平均值最多相差cm，即各位移差与平均值最多相差%，由此可以得出结论：小车的位移在的位移之差，在范围内相等，所以小车的运动是。
(2)根据，可以求出：＝m/s2，＝m/s2，＝m/s2，所以＝m/s2。
解析：(1)s2－s1＝1.6cm；s3－s2＝1.55cm；s4－s3＝1.62cm；s5－s4＝1.53cm；s6－s5＝1.61cm；Δs＝1.58cm；各位移差与平均值最多相差0.05cm，即各位移差与平均值最多相差3.2%。
由此得出结论：小车的位移在任意两个连续相等的时间内的位移之差，在误差允许范围内相等，所以小车运动是匀变速直线运动。
(2)采用逐差法，即：【过关练习】1、电火花计时器是利用在纸带上打出小孔而显示点迹的仪器，它的工作电压为V。
当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。
2、电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，它的工作电压是V。
当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。
若用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50Hz时，如果仍按0.02s的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的速度真实值。
3、根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( )A、时间间隔B、位移C、加速度D、平均速度4、运动小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则( )A、小车运动的平均速度为0.03m/sB、小车运动的平均速度为1.5m/sC、小车运动的平均速度为1.8m/sD、小车运动的平均速度为180m/s5、为了测定某辆桥车在平直公路上启动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作是匀加速运动)。
某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片，如下图所示，车身长为3个小格，如果拍摄时每隔2s曝光一次，轿车车身总长为4.5m，那么这辆轿车的加速度约为m/s2(保留一位有效数字)。
6、一同学在打点计时器做测定匀速直线运动加速度的实验时，纸带上打出的不是圆点。
如下图所示的一些短线，这可能是因为()A、打点计时器错接在直流电源上B、电源电压不稳定C、电源的频率不稳定D、打点针压得过紧7 、在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列说法中有助于减小实验误差的是( )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B、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D、适当增加挂在细绳下钩码的个数8、在研究匀变速直线运动的实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表格中所示，为了算出加速度，误差最小的方法是( )A、根据任意两计数点的速度用公式a＝Δv/Δt算出加速度B、根据实验数据画出v－t图象，量取其倾角，由公式a＝tanα求出加速度C、根据实验数据画出v－t图象，由图象上相距较远的两点所对应的速度、时间用公式a＝Δv/Δt算出加速度D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度9、如图示(a)(b)两图都是使用电磁打点计时器测量重力加速度g的装置示意图，已知该打点计时器的打点频率为50Hz。
(1)这(a)(b)两图相比较，哪个图所示的装置较好？简单说明为什么？(2)图中(c)的图是采用较好的装置并按正确的实验步骤进行实验打出的一条纸带，其中O为打出的第一个点，标为1，后面依次打下的一系列点迹分别标为2、3、4、5…．经测量，第15至第17点间的距离为11.76cm，第1点至第16点间距离为44.1cm，则打下第16个点时，重物下落的速度大小为m/s，测出的重力加速度值为g＝m/s2(要求保留三位有效数字)。
10、为小球做自由落体运动的闪光照片，它是用的时间拍摄的。
从某个稍大些的位置间隔开始测量，照片上边数字表示的是这些相邻间隔的序号，下边的数值是用刻度尺量出的其中两个间隔的长度。
根据所给两个数值求出小球下落加速度的测量值g＝m/s2(结果保留3位有效数字)。
由所给数据，求出小球的位置A的瞬时速度v A＝m/s。
11、利用水滴下落可以测出重力加速度g。
调节水龙头，让水一滴一滴地流出，在水龙头的正下方放一盘子，调节盘子的高度，使一个水滴碰到盘子时，恰好有另一水滴从水龙头开始下落，而空中还有一个正在下落中的水滴。
测出水龙头到盘子间距离为h(m), 再用秒表测时间，以第一个水滴离开水龙头开始计时，到第N个水滴落在盘中，共用时间为T(s)，则第一个水滴到达盘子时，第二个水滴离开水龙头的距离是多少？重力加速度g的关系式如何？【参考答案】1、火花放电，计时，220，0.022、低压交流，4－6，0.02 ，大3、AB4、C5、26、D7、ACD8、C9、(1)a图较好。
因为夹子固定，可以避免(b)图中由于手的抖动而造成纸带上的第一点迹被拖长和位置不确定的现象；另外由于用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器(限位孔)之间产生过大摩擦．而(b)图中用手握住纸带，难以做到这一点。