实验四：研究匀变速直线运动

1 高一物理教案 实验四 研究匀变速直线运动实验四 研究匀变速直线运动 一 实验目的一 实验目的 使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度 二 实验原理二 实验原理 设物体做匀加速直线运动 加速度是 a 在各个连续相等的时间 T 里的位移分别是 s1 s2 s3 则有 见第二章的习题 s s2 s1 s3 s2 s4 s3 aT2 由上式还可得到 s4 s1 s4 s3 s3 s2 s2 s1 3aT2 同理有 s5 s2 s6 s3 3aT2 可见 测出各段位移 s1 s2 即可求出 2 14 1 3T ss a 2 25 2 3T ss a 再算出 a1 a2 的平均值 就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度 三 实验器材三 实验器材 电火花计时器或电磁打点计时器 一端附有滑轮的长木板 小车 纸带 刻度尺 导线 电源 钩码 细绳 四 实验步骤四 实验步骤 1 按教材 191 页图实 10 所示 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 并使滑轮伸 处桌面 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 下边挂上合适的钩码 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 把小车停在靠近打点计时器处 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列小点 换上新纸带 重复实验三次 2 4 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 s1 s2 s3 5 测出六段位移 s1 s2 s3 s4 s5 s6的长度 把测量结果填入下表 1 中 6 根据测量结果 利用 实验原理 中给出的公式算出加速度 a1 a2 a3的值 注意 T 0 1s 求出 a1 a2 a3的平均值 它就是小车做匀变速直线运动的加速度 把计算的结果 填入下表 1 中 小车做匀变速直线运动的加速度 a 表表 1 计算小车的加速度 a T 0 1s 计数点位移 s m位移差 s m分段加速度 a m s 2 小车加速度 a m s 2 0 1S1 2S2 3S3 4S4 S4 S1 2 14 1 3T ss a 3 321 aaa a s1 s2 s3 A B C D 3 5S5 S5 S2 2 25 2 3T ss a 6S6 S6 S3 2 36 3 3T ss a 五 布置作业五 布置作业 完成实验报告 六 参考题六 参考题 1 图为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带 纸带上选取 1 2 3 4 5 各点为记数点 将直尺靠在纸带边 零刻线与纸带上某一点 0 对齐 由 0 到 1 2 3 点的距离分别用 d1 d2 d3 表示 测量出 d1 d2 d3 的值 填入表中 已知打点计时器所用交流电的频率为 50Hz 由测量数 据计算出小车的加速度 a 和纸带上打下点 3 时小车的速度 v3 并说明加速度的方向 距 离 d1 d2 d3 d4 d5 测量值 cm 加速度大小 a m s2 方向 小车在点 3 时的速度大小 v3 m s 2 根据图所示的打点计时器构造图 指出各主要部件的名称 4 3 电磁打点计时器的电源应是 电源 通常的工作电压为 伏 实 验室使用我国民用电时 每隔 秒打一次点 如果每打 5 个取一个计数点 即相 邻两个计数点间的时间间隔为 秒 4 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 参考答案 参考