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实验探究自由落体运动的规律 一 实验目的 1 研究自由落体运动2 测量重力加速度g值二 实验原理 自由落体运动是匀加速直线运动 速度v与时间t满足关系v gt v t图像是一条直线 直线的斜率为重力加速度g值 由h 1 2gt2 经过0 02s纸带下落的位移约为2mm 所以 实验中选前两个点间距为2mm的纸带进行研究 三 实验器材 打点计时器 刻度尺 铁架台 纸带 重物四 注意事项 1 按实验要求接好线路 并用手托重物将纸带拉到最上端 2 打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上 以减少摩擦阻力 3 应选用质量和密度较大的重物 增大重力可使阻力的影响先对减少 增大密度可以减小体积 可使空气阻力减小 4 先接通电路再放开纸带 5 手捏纸带松手前 不要晃动 保证打出的第一点清晰 6 重复上述步骤多次 直到选取只有打出点的第一点与第二点之间间隔约为2mm的纸带才是有效的 五 实验步骤 1 把铁架平台放在桌面边缘上 将打点计时器固定在铁架台上 注意打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直线上 以减少摩擦阻力 2 纸带下端挂重物 穿过打点计时器 上端用夹子夹好 并调整纸带顺利穿过限位孔 用手托住重物 3 接通电源 待打点稳定后打开夹子 释放纸带 4 纸带离开打点计时器后 关闭电源 取下纸带 5 换上新纸带 重复操作三次 6 将所得纸带中各点的位移读出来填入下列表格中 铁架台 重锤 电火花打点计时器 SAB 1 9mm SDE 13 4mm SBC 5 8mm SCD 9 6mm SEF 17 3mm F E D C B A 用刻度尺将以上信息读出并填好下面表格 1 根据表格读出信息 求出D点的瞬时速度VD的表达式和大小 匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度 2 根据上述纸带信息 求出重物下落过程中的加速度a的表达式 推论1 物体做匀变速直线运动 在任意两个相邻相等时间内的位移差等于一个常数 值为aT2 逐差法 思考 为什么用逐差法 它有什么规律 逐差法可以将纸带上所有位移都用上 求出加速度的平均值 从而减少误差 规律是将整个纸带上各个位移分成两大组 用后一组的位移和减去前一组的位移和 假如有S1S2S3S4S5S6六组相邻位移 则平均加速度 例1 如右图所示为重锤自由落体纸带的运动情况 1 根据数据计算记数点3的瞬时速度 计算2 4两点间的平均速度 1 根据纸带数据计算纸带下落加速度 注意单位 9 832 90 北极 9 816 55 45 莫斯科 9 803 40 40 纽约 9 801 39 56 北京 9 798 35 43 东京 9 794 30 03 武汉 9 794 30 33 上虞 9 788 23 06 广州 9 780 0 赤道 特点 重力加速度 m s2 纬度 地点 重力加速度g的
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