研究匀变速直线运动.doc

1、4研究匀变速直线运动【考纲要求】掌握打点计时器的相关知识并能熟练应用（）【复习目标】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测定匀变速直线运动的加速度和速度【自主学习】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(xaT2)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(3)纸带上点的意义：表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置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v1、v2、v3、v4、，若v2v1v3v2v4v3，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.(2)沿直线运动的物体在连续相等时间内的位移分别为x1，x2，x3，x4，若xx2x1x3x2x4x3，则说明物体在做匀变速直线运动，且xaT2.3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x6x5x5x4x4x3x3x2x2x1，即a1，a2，a3，然后取平均值，即，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vn.即vn.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vt图象，直线的斜率即加速度三、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T0.1 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，再重复实验两次五数据处理及实验结论(1)由实验数据得出vt图象图4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vt图象，它是一条倾斜的直线图5(2)由实验得出的vt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分析图象的特点得出：小车运动的vt图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值t时，速度也会增加相同的值v，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化通过函数关系进一步得出：既然小车的vt图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为vktb，显然v与t成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化【合作探究】考点一完善实验步骤【典型例题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【典型例题2】如图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d26.0 cm，d310.0 cm，则(1)第一个、第四个计数点与零点相距d1_；d4_；(2)物体经过第一个、第二个计数点的瞬时速度v1_，v2_；物体的加速度a_.【反馈练习】(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、B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)【当堂检测】1、(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f50 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：xA16.6 mm、xB126.5 mm、xD624.5 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xA、xB、xD和f表示)2、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