学教科版必修一 1.9测定匀变速直线运动的加速度 课件（4）（30张）.ppt

1 9测定匀变速直线运动的加速度 练习使用打点计时器 两种打点计时器 1 电磁打点计时器 1 构造 2 原理 练习使用打点计时器 两种打点计时器 1 电磁打点计时器 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器 工作电压为4 6v 当电源的频率是50hz时 它每隔0 02s打一次点 练习使用打点计时器 两种打点计时器 2 电火花计时器 电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器 工作电压为220v 当电源的频率是50hz时 它每隔0 02s打一次点 1 实验目的 测定匀变速直线运动的加速度 2 能根据纸带计算物体匀变速直线运动的加速度 1 学会使用打点计时器 2 实验原理 图象法 匀变速直线运动的速度图象是一条直线 其 斜率 表示加速度 3 实验器材 测定匀变速直线运动的加速度 打点计时器 纸带 交流电源 小车 细绳 一端固定有滑轮的长木板 刻度尺 钩码 3 实验步骤 测定匀变速直线运动的加速度 1 把附有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 使细绳跨过滑轮 下边拴上合适的钩码 调整装置 使小车能在长木板上平稳地加速滑行 3 实验步骤 测定匀变速直线运动的加速度 3 把纸带穿过打点计时器 并把纸带的一端固定在小车的后面 3 实验步骤 测定匀变速直线运动的加速度 3 实验步骤 测定匀变速直线运动的加速度 4 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 再放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一列小点 换上新纸带 重复实验三次 3 数据处理 测定匀变速直线运动的加速度 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子 在后边便于测量的地方找一个开始点 为了测量方便和减小误差 通常不用每打一次点的时间作为时间的单位 而用每打五次点的时间作为时间的单位 就是t 0 02 5 0 1s 在选好的开始点下面标明a 在第六点下面标明b 在第十一点下面标明c 在第十六点下面标明d 点a b c d 叫做计数点 如图所示 两个相邻计数点间的距离分别是x1 x2 x3 3 数据处理 测定匀变速直线运动的加速度 例 在研究匀变速直线运动的实验中 得到如下纸带 由 各计数点的速度填入下表 3 数据处理 测定匀变速直线运动的加速度 根据数据描点 画一条直线 让直线尽可能地通过较多的点 没在直线上的点均分在两侧 3 数据处理 测定匀变速直线运动的加速度 在图象上任取两点利用其坐标值求出斜率即物体的加速度 补充 逐差法 设物体做匀变速直线运动 加速度是a 在各个连续相等的时间t里的位移分别是x1 x2 x3 则有 x x2 x1 x3 x2 x x3 at2 可得 x x1 x x3 x3 x2 x2 x1 3at2 同理有x5 x2 x x3 3at2 所以 测出各段位移x1 x2 即可求出 再由a1 a2 算出平均值 即为所要测的加速度 隔项表达式 分组表达式 形式不同 实质统一 相邻逐差法的缺陷 等效为 x x6 x1 5at2求解相邻逐差发不能充分利用实验数据 偶然误差大 而分组隔项逐差法能充分利用实验数据 减小偶然误差 1 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 2 应该是先接通电源 等打点稳定后 再释放小车 3 取下纸带前 先断开电源 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 5 选择一条理想的纸带 是指纸带上的点迹清晰 适当舍弃点密集部分 适当选取计数点 弄清楚所选的时间间隔t等于多少秒 注意事项 6 每打好一条纸带 将定位轴上的复写纸换个位置 以保证打点清晰 7 不要分段测量各段位移 应尽可能地一次测量完毕 可先统一量出各计数点到计数起点o之间的距离 读数时应估读到毫米的下一位 8 要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点 一般在纸带上每隔4个点取一个计数点 即时间间隔为t 0 02 5s 0 1s 9 在坐标纸上画v t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 注意事项 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减小这些摩擦 2 所使用的电源频率不稳定 导致计时误差 3 纸带上计数点间距离的测量带来偶然误差 4 长木板各处的粗糙程度并非完全相同 5 用作图法 作出的v t图线并非是一条直线 误差分析 例1 在 测定匀变速直线运动的加速度 的实验中 用打点计时器记录纸带运动的时间 计时器所用电源的频率为50hz 图为一次实验得到的一条纸带 纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出 按时间顺序取0 1 2 3 4 5六个计数点 用米尺量出1 2 3 4 5点到0点的距离如图所示 单位 cm 由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4 m s 小车的加速度大小a m s2 解析 t 0 02 5 0 1s 1 第四个记数点在3到5的中间时刻 根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度 v4 0 405m s x1 d1 1 40cmx2 d2 d1 3 55 1 40 cm 2 15cmx3 d3 d2 6 45 3 55 cm 2 90cmx4 d4 d3 10 15 6 45 cm 3 70cmx5 d5 d4 14 55 10 15 cm 4 40cmx6 d6 d5 19 70 14 55 cm 5 15cm 解析 t 0 02 5 0 1s x1 d1 1 40cmx2 d2 d1 3 55 1 40 cm 2 15cmx3 d3 d2 6 45 3 55 cm 2 90cmx4 d4 d3 10 15 6 45 cm 3 70cmx5 d5 d4 14 55 10 15 cm 4 40cmx6 d6 d5 19 70 14 55 cm 5 15cm 解析 t 0 02 5 0 1s 同理 例2 为了测定汽车在平直公路上启动时的加速度 某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆光的照片 如图示 如果拍摄时每隔2秒爆光一次 汽车车身总长4 5米 那么这辆汽车的加速度约为a 1m s2b 2m s2c 3m s2d 4m s2 例3 电磁打点计时器是一种使用 填 高 或 低 压交流电源的计时仪器 若电源的频率为50 z 实验者在处理实验数据时 将每隔4个点取一个计数点 则每两个计数点间的时间间隔应为 如果在测定匀变速直线运动的加速度时 实验者如不知道工作电压的频率变为小于50 z 这样计算出的加速度值与真实值相比是 填 偏大 偏小 或 不变 低 0 1 偏大 频率变小 则周期变大 由 可知a变小 若仍然按t不变计算 显然计算出的加速度值比真实值偏大 例4 在用打点计时器研究匀变速直线运动时 如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量 其主要原因是 a 长度测量不精确b 打点计时器打点的间隔不均匀c 运动中受到变化的摩擦力作用d 木板未调成水平 c 例5 如图所示的部分纸带记录了 测定匀变速直线运动的加速度 实验中实验小车匀加速运动的情况 已知小车运动的加速度a 1 00m s2 a与b b与c c与d之间的时间间隔相同 ab 11 0cm bc 15 0cm cd 19 0cm 则a与b之间的时间间隔为 t s 当打点计时器打c点时小车的速度是vc m s 所以t 0 2s 即 0 2s s m s 0 85m s 例6 用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图 电源的频率为50hz 从纸带上连续取出a b c d e f六个计数点 用米尺测出a b两点间距离s1 4 08cm e f两点间距离s2 5 64cm 试写出用s1 s2和相邻两点间时间间隔t计算重力加速度的公式g 代入数据求出g 例7