测定匀变速直线运动的加速度.ppt

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1、实验测定匀变速直线运动的加速度实验测定匀变速直线运动的加速度2 2实验步骤实验步骤(1)(1)如图所示，把一端装有定滑轮的长木板平放在实如图所示，把一端装有定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，连接好电路木板上没有滑轮的一端，连接好电路(2)(2)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行地加速滑行(3)(3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在

2、小车的把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面后面(4)(4)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动于是，打点计时器就在纸带车，让小车拖着纸带运动于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复实验三次上打下一系列的点，换上新纸带，重复实验三次数据处理的方法数据处理的方法1 1选取纸带、确定计数点并进行测量选取纸带、确定计数点并进行测量(1)(1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带在三条纸带中选择一条最清晰的纸带(2)(2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的

3、点迹，找一个适当的点作计时起点，找一个适当的点作计时起点(0(0点点) )(3)(3)每每5 5个点个点( (相隔相隔0.1 s)0.1 s)取取1 1个计数点进行测量个计数点进行测量( (如下图如下图所示，相邻两点中间还有所示，相邻两点中间还有4 4个点未画出个点未画出) )(2)(2)设计表格并记录相关数据设计表格并记录相关数据位置编号位置编号0 01 12 23 34 45 5时间时间t t/s/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.5x x/m/mv v/(m/(ms s1 1) )快速分段法：快速分段法：偶数段时：分成前后两大段，全部数据都用上偶数段时：分

4、成前后两大段，全部数据都用上S Sm m-s-sn n=(m-n)at=(m-n)at2 2奇数段时：分成前后两大段，中间段数据不用奇数段时：分成前后两大段，中间段数据不用注意：注意：保留有效数字保留有效数字单位转化单位转化cm mcm m(2)(2)用用v vt t图象求加速度在坐标纸上，以速图象求加速度在坐标纸上，以速度度v v为纵轴、时间为纵轴、时间t t为横轴建立直角坐标系为横轴建立直角坐标系根据上表中的根据上表中的v v、t t数据，在直角坐标系中数据，在直角坐标系中描点，如右图所示，通过观察、思考，找描点，如右图所示，通过观察、思考，找出这些点的分布规律，然后根据这些点的出这些点的

5、分布规律，然后根据这些点的分布趋向，用一条直线连接这些点，并尽分布趋向，用一条直线连接这些点，并尽量让多数点落在直线上，不在直线上的点应分布直线两侧，且两量让多数点落在直线上，不在直线上的点应分布直线两侧，且两侧的点数大致相同侧的点数大致相同注意：在坐标纸上画注意：在坐标纸上画v vt t图象时，坐标轴单位长度的选取要合适图象时，坐标轴单位长度的选取要合适，使图象分布在坐标平面的大部分面积上，使图象分布在坐标平面的大部分面积上(3)(3)分析分析v vt t图象，小车运动的加速度数值上等于图象，小车运动的加速度数值上等于v vt t图线的斜图线的斜率，应注意其斜率等于率，应注意其斜率等于v v

6、/t t，不能由，不能由tan tan 求加速度求加速度1 1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2 2应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车3 3取下纸带前，先断开电源取下纸带前，先断开电源4 4如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度5 5选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T T等于多少

7、秒等于多少秒6 6每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰点清晰7 7不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕( (可先统一可先统一量出各计数点到计数起点量出各计数点到计数起点O O之间的距离之间的距离) )读数时应估读到毫米的下读数时应估读到毫米的下一位一位8 8要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔在纸带上每隔4 4个点取一个计数点，即时间间隔为个点取一个计数点，即时间间隔为T T0.1 s.0.

8、1 s.9 9在坐标纸上画在坐标纸上画v vt t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内使图象尽量分布在较大的坐标平面内1 1使用电磁打点计时器测物体的运动速度，多处摩擦会影响使用电磁打点计时器测物体的运动速度，多处摩擦会影响物体的运动，如纸带与振针间的摩擦、纸带与限位孔间的摩物体的运动，如纸带与振针间的摩擦、纸带与限位孔间的摩擦使用电火花计时器就可较好地避免这些摩擦擦使用电火花计时器就可较好地避免这些摩擦2 2所使用的电源频率不稳定，导致计时误差所使用的电源频率不稳定，导致计时误差3 3纸带上计数点间距离的测量带来偶然误差纸带

9、上计数点间距离的测量带来偶然误差4 4长木板各处的粗糙程度并非完全相同长木板各处的粗糙程度并非完全相同5 5用作图法，作出的用作图法，作出的v vt t图线并非是一条直线图线并非是一条直线 在测定小车加速度的实验中，下列说法正确的是在测定小车加速度的实验中，下列说法正确的是( () )A A电磁打点计时器使用的可以是直流电源，也可以是交流电源电磁打点计时器使用的可以是直流电源，也可以是交流电源B B实验时应使纸带从复写纸的下方穿过实验时应使纸带从复写纸的下方穿过C C实验时要先接通电源后放开纸带实验时要先接通电源后放开纸带D D开始打点前，小车应离打点计时器远一些开始打点前，小车应离打点计时器

10、远一些【解析】电磁打点计时器用的是低压交流电源；开始前将小车停在靠近打点计时器的位置；实验前应把纸带放在复写纸下方，先接通电源，待打点稳定后再放开纸带BC 选择器材及进行实验应特别注意下选择器材及进行实验应特别注意下列问题：列问题：(1)明确打点计时器对电源的要求明确打点计时器对电源的要求交流电源交流电源(2)保证所打第一个点速度为零的方法保证所打第一个点速度为零的方法先通电，后先通电，后放开小车放开小车(3)要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前要及时用手按住它滑轮前要及时用手按住它 某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，某同学

11、利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为所用交流电的频率为50 Hz50 Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，部分，0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7为计数点，相邻两计数点间还有为计数点，相邻两计数点间还有3 3个个打点未画出从纸带上测出打点未画出从纸带上测出x x1 13.20 cm3.20 cm，x x2 24.74 cm4.74 cm，x x3 36.40 cm6.40 cm，x x4 48.02 cm8.02 cm，x x5 59.64 cm9.64 cm，x x6 611.28 cm11.

12、28 cm，x x7 712.84 cm.12.84 cm.(1)(1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据请通过计算，在下表空格内填入合适的数据( (计算结果保留计算结果保留三位有效数字三位有效数字) )；计数点计数点123456各计数点的各计数点的速度速度/(ms1)0.500.700.901.101.51(2)(2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出根据表中数据，在所给的坐标系中作出v vt t图象图象( (以以0 0计数点计数点作为计时起点作为计时起点) )；由图象可得，小车运；由图象可得，小车运动的加速度大小为动的加速度大小为_m/s_m/s2 2. .【答案】见解析 某同学在测定

13、匀变速直线运动的加速度实验中，获得一某同学在测定匀变速直线运动的加速度实验中，获得一条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔条点迹清楚的纸带，如下图所示，已知打点计时器每隔0.02 s0.02 s打一打一个计时点，该同学选择个计时点，该同学选择 A A、B B、C C、D D、E E、F F六个计数点，对计数点六个计数点，对计数点进行测量的结果记录在下图中，单位是进行测量的结果记录在下图中，单位是cm.cm.(1)(1)试计算在打下试计算在打下B B、C C、D D、E E各点时小车的瞬时速度各点时小车的瞬时速度v vB B、v vC C、v vD D、v vE E各多大？各多大？(2

14、)(2)计算小车的加速度为多大？计算小车的加速度为多大？(2)(2)画画v vt t图象时以图象时以A A点为计时起点为计时起点在图中描出点在图中描出B B、C C、D D、E E各点，各点，过这些点作出一条线由图线可过这些点作出一条线由图线可得得a a2.0 m/s2.0 m/s2 2. .【答案答案】(1)0.145 (1)0.145 m/sm/s0.495 0.495 m/sm/s0.575 0.575 m/sm/s0 0658 658 m/sm/s(2)2.0 m/s(2)2.0 m/s2 21 1在在“使用打点计时器测加速度使用打点计时器测加速度”的实验中，除电源、纸带的实验中，除电

15、源、纸带外，还需选用的仪器是外，还需选用的仪器是( ( ) )A A停表停表 B B刻度尺刻度尺C C速度计速度计 D D打点计时器打点计时器【解析解析】由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔，故不需要停表再利用刻度尺测出两点意两点间的时间间隔，故不需要停表再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计间的距离就可进一步求出平均速度，故不需要速度计BD2 2如下图所示是同一打点计时器打出的如下图所示是同一打点计时器打出的4 4条纸带，哪条纸带，哪条纸带的加速度最大条纸带的加速度最大( () )【解析解析】4 4

16、条纸带的时间间隔相等，其中条纸带的时间间隔相等，其中C C、D D两条纸带上两条纸带上的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为的点间隔均匀表明它们是做匀速直线运动，可看做加速度为0.A0.A、B B两条纸带上的点间隔在不断增大，且两条纸带上的点间隔在不断增大，且A A条纸带上的点相条纸带上的点相邻间距之差较大，故纸带邻间距之差较大，故纸带A A的加速度最大的加速度最大A3 3在实验中，得到纸带如下图所示，图中的点为计数点，在在实验中，得到纸带如下图所示，图中的点为计数点，在每两个相邻计数点间还有每两个相邻计数点间还有4 4个点没有画出，则小车运动的加速度个点没有画出，则小车运动的加

17、速度为为( (单位：单位：m/sm/s2 2)()() ) A A0.2 0.2 m/s2 B B2.0 2.0 m/s2 C C20.0 20.0 m/s2 D D200.0 200.0 m/s2【解析解析】在此题中，每在此题中，每5 5个点取一个计数点，所以每相邻两个个点取一个计数点，所以每相邻两个计数点间的时间间隔为计数点间的时间间隔为T T5 50.02 s0.02 s0.1 s0.1 s，由图可知，任意两，由图可知，任意两个连续相等的时间间隔个连续相等的时间间隔T T内的位移之差内的位移之差x x2.00 cm2.00 cm0.02 m0.02 m，由，由公式公式x xaTaT2 2

18、，有，有a ax x/ /T T2 2(0.02/0.1(0.02/0.12 2)m/s)m/s2 22.0 m/s2.0 m/s2 2. .B4 4打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、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，请回答下面的问题乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，请回答下面的问题(1)(1)甲图是甲图是_打点计时器，电源采用的是打点计时器，电源采用的是_ _ _(2)(2)乙图是乙图是_打点计时器，电源采用的是打点计时器，电源采用的是_ _ _电磁电磁低压交流电低压交流电4 V4 V6 V6 V电火花电火花交

19、流交流220 V220 V(3)(3)在某次实验中，物体拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时在某次实验中，物体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器所用的电源频率为50 Hz50 Hz，实验得到的一条纸带如图所示，纸带，实验得到的一条纸带如图所示，纸带上每相邻的两个计数点之间都有上每相邻的两个计数点之间都有4 4个点未画出按时间顺序取个点未画出按时间顺序取0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到六个计数点，实验中用直尺量出各计数点到0 0点的距离点的距离如图所示如图所示( (单位：单位：cm)cm)在计数点在计数点1 1所代表的时刻，纸

20、带运动的瞬时速度为所代表的时刻，纸带运动的瞬时速度为v v1 1_m/sm/s，物体的加速度，物体的加速度a a_m/s_m/s2 2.(.(保留两位有效数字保留两位有效数字) )该同学在测量的时候没有将计数点该同学在测量的时候没有将计数点5 5的数值记录下来，根据前的数值记录下来，根据前面的数值可以推算出计数点面的数值可以推算出计数点5 5到到0 0点的距离为点的距离为_cm._cm.0.180.180.750.7514.5014.50【答案】(1)电磁低压交流电4 V6 V(2)电火花交流220 V(3) 0.180.7514.505 5在在“测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的

21、加速度”的实验中，某同学进行的实验中，某同学进行了以下实验操作步骤，试找出其中的错误和遗漏的步骤了以下实验操作步骤，试找出其中的错误和遗漏的步骤( (遗漏步骤遗漏步骤可编上序号可编上序号G G) )A A拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源，再接通电源B B将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路C C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码的钩码D D取下纸带取下纸带E E将纸带固定在小车尾部

22、，并穿过打点计时器的限位孔将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔F F从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分析错误和遗漏从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分析错误和遗漏_；_；_._.正确的步骤顺序为：正确的步骤顺序为：_._.【答案答案】A A中先放纸带，后接通的电源应该先接通电源，中先放纸带，后接通的电源应该先接通电源，待打点稳定后再放开小车；待打点稳定后再放开小车；D D中没有先断开电源，后取下纸带中没有先断开电源，后取下纸带应该先断开电源，然后取下纸带；应该先断开电源，然后取下纸带；G G换上新纸带，重复实验三次换上新纸带，重复实验三次；正确的步骤顺序是：；正确的步骤顺序是：

23、BECADGF.BECADGF.6 6在在“测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，打点计时器的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为使用的交流电源的频率为50 Hz50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择在纸带上选择6 6个计数点个计数点A A、B B、C C、D D、E E、F F，相邻两计数点之间还，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到有四个点未画出，各点到A A点的距离依次是点的距离依次是 2.0 cm2.0 cm、5.0 cm5.0 cm、9.0 9.0 cmcm、14.0 cm14.0 cm、20.0 cm.20

24、.0 cm. ( (保留两位有效数字保留两位有效数字) )(1)(1)根据学过的知识可以求出小车在根据学过的知识可以求出小车在B B点的速度为点的速度为v vB B_m/s.m/s.CECE间的平均速度为间的平均速度为_m/sm/s；(2)(2)以打以打B B点时为计时起点，建立点时为计时起点，建立v vt t坐标系如下图所示请在图坐标系如下图所示请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线；中作出小车运动的速度与时间的关系图线；(3)(3)根据图线可得小车运动的加速度为根据图线可得小车运动的加速度为_m/s_m/s2 2. .0.250.451.0【答案答案】(1)0.25(1)0.250.450.45(2)(2)(3)1.0(3)1.0