實驗探究勻變速直線運動速度隨時間的變化規(guī)律

1、第四講實驗：探究勻變速直線運動速度隨時間的變化規(guī)律1. 電磁打點計時器使用的工作電壓為的交流電源電火花打點計時器使用的電源電壓為 V若電源頻率是50Hz，則每隔s打一次點2. 打點計時器所打紙帶的處理(1) 取點原則：必須從打下的紙帶中選取的紙帶，舍掉開始比較密集的點跡，從便于測量的位置取開始點A，然后每5個點(即每隔4個點)取一個計數(shù)點B、C、D、E、F，如圖所示這樣每兩個計數(shù)點間的時間間隔為T0.1s，這樣計算比較方便(2) 從紙帶讀取長度的方法：讀取長度利用毫米刻度尺，測出各點到A點的距離，算出相鄰計數(shù)點間的距離x1、x2、x3、x4、x5、x6，由于毫米尺的最小刻度是1mm，讀數(shù)時必須

2、估讀到位(3) 利用打下的紙帶計算各計數(shù)點的速度和加速度的方法利用打下的紙帶求任一計數(shù)點對應(yīng)的瞬時速度，如vB利用vt圖象求a，求出B、C、D、E、F各點的瞬時速度，畫出v-t圖線，圖線的斜率就是所要求的加速度直接利用紙帶求加速度，如用x1、x2求加速度a1. 利用打點紙帶判斷物體的運動性質(zhì)(1) 根據(jù)勻速直線運動的位移公式xvt知，若紙帶上各相鄰的點的間隔相等，則可判定物體做勻速直線運動(2) 由勻變速直線運動的推論xaT2知，若所打的紙帶上在任意兩個相鄰且相等的時間內(nèi)物體的位移差相等，則說明物體做勻變速直線運動2. 為了計算方便，通常每隔T0.1s取一個計數(shù)點，計算第n個點的瞬時速度時有v

3、n，取相鄰4段計算加速度，則有a，這種方法叫“逐差法”，實際上可以看做取兩個相鄰的大段以上各段位移都用上了，能有效地減少偶然誤差易錯點：計算過程中沒有注意單位換算，計算結(jié)果沒有根據(jù)題意保留幾位有效數(shù)字【例1】 (2018屆揚州學(xué)業(yè)水平模擬)在“用電火花計時器探究勻變速直線運動速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中，下列說法正確的是()A. 電火花計時器應(yīng)使用6V以下的交流電源 B. 電火花計時器應(yīng)使用220V的直流電源C. 紙帶上點跡密集的地方表明物體的速度較小 D. 紙帶上點跡密集的地方表明相鄰點間的時間較短筆記：【例2】 (2018屆無錫學(xué)業(yè)水平模擬) 用打點計時器研究某下落物體的勻變速直線運動，得

4、到如圖所示的紙帶已知交流電頻率是50Hz，AB、BC間各有一個點，測得AB7.65cm，BC9.15cm.(1) 打點計時器打出相鄰兩個點間時間間隔為s.(2) 物體的加速度為m/s2，打B點時物體的瞬時速度為m/s.筆記：【例3】 (2017屆淮安中學(xué)模擬)如圖所示是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各個計數(shù)點間距離的測量結(jié)果(單位：cm)(1) 為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，并填入表內(nèi)(單位：cm)x2x1x3x2x4x3x5x4x6x5x各位移差與平均值最多相差cm，即各位移差與平均值最多相差

5、%.由此可得出結(jié)論：小車在的位移之差在范圍內(nèi)相等，所以小車的運動是(2) 根據(jù)a，可以求出：a1m/s2，a2m/s2，a3m/s2，所以am/s2.筆記：1. (2017年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)某打點計時器使用的電源頻率為50Hz，則紙帶上連續(xù)打下兩點的時間間隔是()A. 0.01s B. 0.02s C. 0.03s D. 0.04s2. 小明拉著穿過打點計時器的紙帶的一端運動，紙帶上打出的點如圖所示，由此判斷紙帶的運動情況是()A. 先勻速后減速 B. 先加速后勻速 C. 先減速后加速 D. 先加速后減速3. (2017年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)如圖所示，“驗證機械能守恒定律”

6、實驗中打出一條紙帶，O為重物開始下落的起始位置，P為下落過程中的某一點測得OP間距離為h、時間為t，P前后相鄰兩點間的距離為x，時間間隔為t.則計算P點瞬時速度v的表達式為()A. v B. v C. v D. v4. (2016年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)在“用打點計時器探究勻變速直線運動速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中：(1) 安裝紙帶時，應(yīng)將紙帶置于復(fù)寫紙(或墨粉紙盤)的(選填“上方”或“下方”). 把紙帶固定在小車上，應(yīng)在放開小車(選填“之前”或“之后”)接通打點計時器的電源. (2) 圖為實驗中打出的一段紙帶，計時器打點的時間間隔為0.02s.根據(jù)所給的紙帶，利用刻度尺進行測量，求得P

7、點的速度為m/s.5. (2011年江蘇省普通高中學(xué)業(yè)水平測試)小明用打點計時器研究小車的運動，在實驗過程中：(1) 打點計時器應(yīng)使用(選填“直流”或“交流”)電源(2) 他打出一條紙帶，按打點先后順序每5個點取一個計數(shù)點，并計算出相應(yīng)時刻的瞬時速度，如下表所示請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中作出小車運動的vt圖象計數(shù)點ABCDEF時刻t/s00.10.20.30.40.5瞬時速度v/(m·s1)0.1500.2050.2700.3300.3950.450(3) 由作出的v-t圖象可以判斷，小車做(選填“勻速”“勻加速”或“變加速”)直線運動1. (2017屆鎮(zhèn)江學(xué)業(yè)水平模擬)下列關(guān)于電

8、火花計時器和電磁打點計時器的說法中，正確的是()電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電源兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙電磁打點計時器打點的是電火花和墨粉A. B. C. D. 2. (2018屆徐州學(xué)業(yè)水平模擬)某同學(xué)在探究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗中，所得紙帶點間距過密，若利用該紙帶分析小車運動情況，下列做法可行的是()A. 每隔4個點取一個計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.1sB. 每隔4個點取一個計數(shù)點，計數(shù)點時間間隔為0.08sC. 只研究紙帶后端幾個間距較大的點所在區(qū)域D. 直接研究紙帶上的點，無需取計數(shù)點3. (2017屆揚州學(xué)

9、業(yè)水平模擬)關(guān)于用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律的實驗，下列說法中正確的是()A. 打點計時器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪的一端B. 開始實驗時小車應(yīng)放在靠近打點計時器的一端C. 應(yīng)先釋放小車，再接通電源D. 牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好4. (2018屆揚州學(xué)業(yè)水平模擬)在“用打點計時器探究勻變速直線運動速度隨時間變化規(guī)律”的實驗中，用一端裝有定滑輪的長木板、小車、打點計時器(頻率為50Hz)、鉤碼、紙帶、細線組成如圖(a)所示的裝置，鉤碼拉動小車，小車做勻加速直線運動，得到如圖(b)所示的一條紙帶，紙帶中相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點未畫出(a) (b) (1) 在本實驗中，某同學(xué)操作了以下實驗步驟，其中有明顯錯誤的步驟是(填字母)A. 將打點計時器固定在木板上，并接好電路B. 將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器的限位孔C. 把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下