實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)

實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法2．會(huì)利用紙帶測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度和加速度要點(diǎn)歸納一、實(shí)驗(yàn)裝置與器材打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：1．作用：計(jì)時(shí)儀器，每隔s打一次點(diǎn)50HZ電源）。2．工作條件(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：6V以下電源．(2)電火花計(jì)時(shí)器：V電源．3．紙帶上點(diǎn)的意義(1)表示和紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置；(2)通過(guò)研究紙帶上各點(diǎn)之間的間隔，可以判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況．二、實(shí)驗(yàn)原理1．判斷物體運(yùn)動(dòng)情況(1)如果x1＝x2＝x3＝…，則物體做運(yùn)動(dòng)．(2)如果x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝k(常數(shù))，則物體做運(yùn)動(dòng)．2．“平均速度法”求瞬時(shí)速度即vn=,如圖1所示.圖圖13.逐差法”求加速度,即a1=,然后取平均值,即,這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用,以提高準(zhǔn)確性.三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面；把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路；把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；接通電源，然后放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完后關(guān)閉電源；多打幾條紙帶．四、紙帶處理從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)始一些比較密集的點(diǎn)，在后面便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，以后依次每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，并標(biāo)明0、1、2、3、4…，測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離d，計(jì)算出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離x1、x2、x3…，求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度vn，由vn數(shù)據(jù)作出v－t圖象．五、注意事項(xiàng)1．開(kāi)始釋放小車(chē)時(shí)，應(yīng)使小車(chē)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．應(yīng)該先，再，當(dāng)小車(chē)到達(dá)滑輪前及時(shí)用手按住．3．先斷開(kāi)電源，再取下紙帶．4．對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，如打出的點(diǎn)較輕或是短線時(shí)，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫(xiě)紙的高度．5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡，適當(dāng)舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少．6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫(xiě)紙換個(gè)位置，以保證打點(diǎn)清晰(注意此項(xiàng)只對(duì)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)．7．不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)與第0個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離，再逐個(gè)計(jì)算x1、x2、x3…，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到0.1mm.8．盡可能保證小車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的方法是：(1)細(xì)繩盡可能與板面保持平行；(2)滑輪和車(chē)輪靈活；(3)長(zhǎng)木板表面粗糙程度、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦基本保持一致．六、誤差分析1．小車(chē)?yán)垘龅募铀龠\(yùn)動(dòng)中加速度不恒定，這樣測(cè)量得到的加速度只能是所測(cè)量段的平均加速度．2．紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)打點(diǎn)不穩(wěn)定引起測(cè)量誤差．3．紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測(cè)量帶來(lái)偶然誤差(如距離較小時(shí)的測(cè)量誤差)．4．計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離測(cè)量應(yīng)從所標(biāo)出的0、1、2、3…中的0點(diǎn)開(kāi)始，分別測(cè)出0～1、0～2、0～3…之間的距離，然后計(jì)算0～1、1～2、2～3…間的距離分別表示為x1、x2、x3…，這樣可以減小因測(cè)量帶來(lái)的偶然誤差．5．小車(chē)運(yùn)動(dòng)中所受摩擦力變化產(chǎn)生誤差．預(yù)習(xí)自測(cè)1.在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,下列方法中有助于減少實(shí)驗(yàn)誤差的是()A.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),把每打5個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位B.使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C.舍去紙帶上開(kāi)始時(shí)密集的點(diǎn),只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.適當(dāng)增加掛在細(xì)繩下鉤碼的個(gè)數(shù)2.在一次實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)不知道所使用的交流電源的實(shí)際頻率已超過(guò)50Hz,那么,他計(jì)算出來(lái)的加速度值與真實(shí)值相比 ()A.偏大 B.偏小C.相等 D.不能確定C案例1.在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車(chē)做勻變速運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖1－4－3所示，在紙帶上選擇6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，其他各點(diǎn)到A點(diǎn)的距離依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm.(1)根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)可以求出小車(chē)在B點(diǎn)的速度為vB＝____m/s，CE間的平均速度為_(kāi)_______m/s；(2)以打B點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，建立v－t坐標(biāo)系如圖1－4－4所示，請(qǐng)?jiān)趫D中作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系圖線；3)根據(jù)圖線可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為_(kāi)_________m/s2.4)將圖線延長(zhǎng)與縱軸相交，交點(diǎn)的速度大小是______cm/s，此速度的物理意義是__________.例2．在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，圖1－4－5為小車(chē)帶動(dòng)的紙帶上記錄的一些點(diǎn)，在每相鄰兩點(diǎn)間都有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，按時(shí)間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示．(1)小車(chē)做什么運(yùn)動(dòng)？(2)若小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，那么當(dāng)打第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度為多少？小車(chē)的加速度為多少？A案1.一個(gè)小球沿斜面向下運(yùn)動(dòng),用每間隔1/10s曝光一次的頻閃相機(jī)拍攝不同時(shí)刻小球位置的照片,如圖15所示,即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個(gè)小球的像之間的時(shí)間間隔為1/10s,測(cè)得小球在幾個(gè)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移數(shù)據(jù)如下表所示：圖圖15x1(cm)x2(cm)x3(cm)x4(cm)8.209.3010.4011.501)小球在相鄰的相等時(shí)間內(nèi)的位移差(填“相等”或“不相等”）,小球運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)屬直線運(yùn)動(dòng).(2)有甲、乙兩同學(xué)計(jì)算小球加速度的方法如下：甲同學(xué):a1=乙同學(xué)：a1=你認(rèn)為甲、乙中兩位同學(xué)的計(jì)算方法更準(zhǔn)確的是,加速度值為.2．(2010·重慶高考)某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率f＝50Hz.在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存