实验一:匀变速直线运动ppt课件.ppt
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1、寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多实验一:研究匀变速直线运动实验一:研究匀变速直线运动一、实验要求一、实验要求1.1.练习练习使用使用打点计时器,学会用打点纸带研究小车的打点计时器,学会用打点纸带研究小车的运动情况运动情况2.2.会利用打点纸带会利用打点纸带求求匀变速直线运动的匀变速直线运动的速度、加速度速度、加速度3.3.能画出小车运动的能画出小车运动的v-tv-t图象图象,根据图象求加速度,根据图象求加速度二、实验原理二、实验原理1.1.打点计时器打点计时器(1)(1)作用:计时仪器,当所用交流电源的频率作用
2、:计时仪器,当所用交流电源的频率f=50Hzf=50Hz时,每隔时,每隔0.02s0.02s打一次点打一次点.电磁电磁打点计时器:打点计时器:4-6V4-6V交流电源交流电源.(2)(2)工作条件工作条件 电火花电火花打点计时器:打点计时器:220V220V交流电源交流电源.寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(3)(3)纸带上点的意义纸带上点的意义.表示和纸带相连的物体在表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置不同时刻的位置.可以利用纸带上打出的点确定计数点间的可以利用纸带上打出的点确定计数点间的时间间隔时间间隔.通
3、过研究纸带上通过研究纸带上各点之间的间距各点之间的间距,可以判断物体的,可以判断物体的运动情况运动情况.2.2.利用纸带利用纸带判断判断物体是否做匀变速直线运动的方法物体是否做匀变速直线运动的方法设设s s1 1、s s2 2、s s3 3、s s4 4为纸带上相邻两个计数点之间的距为纸带上相邻两个计数点之间的距离,假如离,假如s=ss=s2 2-s-s1 1=s=s3 3-s-s2 2=s=s4 4-s-s3 3=常数常数,即连续相等,即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体做匀变速直线运动体做匀变速直线运动.寒假来临,不少的高
4、中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、细绳、钩码、刻度尺刻度尺、导线、交流电源、复写纸、导线、交流电源、复写纸.三、实验器材三、实验器材四、实验步骤四、实验步骤1.1.把带有滑轮的长木板平放在实验桌上,将滑轮伸出桌把带有滑轮的长木板平放在实验桌上,将滑轮伸出桌面,把打点计时器面,把打点计时器固定固定在长木板上没有滑轮的一端,并在长木板上没有滑轮的一端,并把打点计时器把打点计时器连接连接在电源上在电源上寒假来临,不少的高中毕业生和大学
5、在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多2.2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边挂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上合适的钩码.把纸带穿过打点计时器的复写纸下,并把纸带穿过打点计时器的复写纸下,并把它的一端固定在小车的后面,把它的一端固定在小车的后面,调节滑轮的高度,使调节滑轮的高度,使细绳与长木板平行细绳与长木板平行.如图所示如图所示3.将小车停在将小车停在靠近靠近打点计时器处,打点计时器处,先接通电源先接通电源,等打,等打点计时器打点稳定后,放开小车点计时器打点稳定后,放开小车.换上新纸带,换上新纸带,重复实重复
6、实验验3次次寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多4.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开便于测量的地方找一个开始点始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明始点,并标明0 0、1 1、2 2、3 3、44,测量,测量各计数点到各计数点到0 0点点的距离的距离d d,记录并填入表中,记录并填入表中位置编号位置编号0 01 12 23 3
7、4 45 56 6时间时间t/st/s-d/md/m-s/ms/m-v/msv/ms-1-1-寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多五、数据处理五、数据处理1.1.由实验数据得出由实验数据得出v-tv-t图象图象(1)(1)根据表格中的根据表格中的v v、t t数据,在直角数据,在直角坐标系中仔细描点坐标系中仔细描点.(2)(2)作一条直线作一条直线,使同一次实验得到,使同一次实验得到的的各点尽量落到这条直线上,落不到直线上的各点应均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匀分布在直线的两侧,
8、这条直线就是本次实验的,这条直线就是本次实验的v-tv-t图图线,它是一条倾斜的直线线,它是一条倾斜的直线.寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多2.2.图象分析:图象分析:(1)(1)直接分析图象的特点得出直接分析图象的特点得出.小车小车运动的运动的v-tv-t图象是一条倾斜的直线,图象是一条倾斜的直线,如图所示,当如图所示,当时间增加相同的值时间增加相同的值tt,速度也会增加相同的值速度也会增加相同的值vv,由此得,由此得出结论:小车的速度随时间均匀变化出结论:小车的速度随时间均匀变化.(2)(2)通过函数关系进
9、一步得到,既然小车运动的通过函数关系进一步得到,既然小车运动的v-tv-t图图象是一条倾斜的直线,那么象是一条倾斜的直线,那么v v随随t t变化的变化的函数关系式为函数关系式为v vktktb b,显然,显然v v与与t t成线性关系成线性关系,小车的速度随时间,小车的速度随时间均匀变化均匀变化.寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多1.1.小车运动时小车运动时摩擦摩擦不均匀,打点不稳定引起不均匀,打点不稳定引起系统误差系统误差2.2.纸带上计数点间距纸带上计数点间距测量测量以及以及作作v-tv-t图象图象引起引起
10、偶然误差偶然误差六、主要误差分析六、主要误差分析七、注意事项七、注意事项1.1.平行平行:纸带、细绳要和长木板平行:纸带、细绳要和长木板平行2.2.靠近靠近:释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器:释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置的位置3.3.一先一后一先一后:实验时应先接通电源,后释放小车;实:实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带验后先断开电源,后取下纸带4.4.防止碰撞防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地,小车与滑轮碰撞防止钩码落地,小车与滑轮碰撞寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打
11、工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多5.5.减小误差减小误差:小车另一端挂的:小车另一端挂的钩码个数要适当钩码个数要适当,避免速,避免速度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带度过大而使纸带上打的点太少,或者速度太小,使纸带上打的点过于密集上打的点过于密集6.6.纸带选取纸带选取:选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部:选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部分,适当选取计数点分,适当选取计数点7.7.准确作图准确作图:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位,仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线,让各点仔细描点连线,不能连
12、成折线,应作一条直线,让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在直线的两侧寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多1.1.钩码带动小车做加速运动时,因受钩码带动小车做加速运动时,因受摩擦摩擦等各方面的影等各方面的影响,致使小车加速度不恒定,即小车不能真正做匀加速响,致使小车加速度不恒定,即小车不能真正做匀加速直线运动,因此直线运动,因此可用阻力小的气垫导轨可用阻力小的气垫导轨替代长木板;替代长木板;2.2.用用频闪照相或光电计时频闪照相或光电计时
13、的办法替代打点计时器,可避的办法替代打点计时器,可避免由于免由于电源频率不稳定电源频率不稳定,造成相邻两点间的时间间隔不,造成相邻两点间的时间间隔不完全相等,提高实验的精确度完全相等,提高实验的精确度.八、实验改进八、实验改进寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多1.1.某同学在某同学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时,得到了几时,得到了几条较为理想的纸带,并在每条纸带上每条较为理想的纸带,并在每条纸带上每5 5个计时点取一个计时点取一个计数点个计数点,依打点先后编为依打点先后编为0 0、1 1
14、、2 2、3 3、4 4、5.5.由于不小由于不小心,纸带被撕断,部分缺失,如图所示心,纸带被撕断,部分缺失,如图所示.请根据给出的请根据给出的甲、乙、丙、丁四段纸带回答:甲、乙、丙、丁四段纸带回答:(1)(1)从纸带甲上撕下的从纸带甲上撕下的那段应该是乙、丙、丁那段应该是乙、丙、丁三段纸带中的三段纸带中的_._.(2)(2)打纸带甲时,物体的打纸带甲时,物体的加速度大小是加速度大小是_m/s_m/s2 2;打计数点打计数点1 1时,物体的时,物体的速度大小是速度大小是_m/s._m/s.寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工
15、的陷阱很多【解析】【解析】因小车做匀变速直线运动,加速度保持不变,打甲纸因小车做匀变速直线运动,加速度保持不变,打甲纸带时,加速度带时,加速度 m/s m/s2 2=0.6 m/s=0.6 m/s2 2,又小车运动的加速度:又小车运动的加速度:则则4 4、5 5两点间隔为:两点间隔为:s s5 5=s=s2 2+3aT+3aT2 2=36.010=36.010-3-3 m+30.60.1 m+30.60.12 2 m=5410 m=5410-3-3 m=54.0 mm,m=54.0 mm,所以从纸带甲上撕下的那段应是丙所以从纸带甲上撕下的那段应是丙.m/s=0.33 m/s.m/s=0.33
16、m/s.答案:答案:(1)(1)丙丙 (2)0.6 0.33 (2)0.6 0.33寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多2.2.如图所示,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带如图所示,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,利用此装置可以动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可以测定重力测定重力加速度加速度.(1)所需器材有打点计时器所需器材有打点计时器(带导带导线线)、纸带、复写纸、带铁夹的、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外铁架台和带夹子的重物,此外还需还需_(填字母代号填字母
17、代号)器材器材.A.直流电源、天平及砝码直流电源、天平及砝码 B.直流电源、毫米刻度尺直流电源、毫米刻度尺C.交流电源、天平及砝码交流电源、天平及砝码 D.交流电源、毫米刻度尺交流电源、毫米刻度尺寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多(2)(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提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高实验的准确程度.为使图线的斜率等于重力加速度,除为使图线的斜率等于重力加速度,除作作v-tv-t图象外,还可作图象外,还可作_图象,其纵轴表示的是图象,其纵轴表示的是
18、_,横轴表示的是,横轴表示的是_._.寒假来临,不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是,目前社会上寒假招工的陷阱很多【规范解答】【规范解答】(1)(1)选选D.D.打点计时器需接交流电源打点计时器需接交流电源.重力加速度与重力加速度与物体的质量无关,所以不需要天平和砝码物体的质量无关,所以不需要天平和砝码.计算速度需要测相邻计算速度需要测相邻计数点间的距离,需要毫米刻度尺,故计数点间的距离,需要毫米刻度尺,故D D正确正确.(2).(2)由公式由公式v v2 22gh2gh,如绘出,如绘出 图象,其斜率也等于重力加速度图象,其斜率也等于重力加速度.答案:答
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