测定匀变速直线运动加速度

测定匀变速直线运动的加速度 隆昌一中高一物理组 一 实验目的 1 学会打点计时器的使用 2 用打点计时器研究匀变速直线运动 测定匀变速直线运动的加速度 3 掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法 二 实验器材 1 打点计时器 1 作用 计时仪器 每隔0 02s打一次点 电磁打点计时器 电火花计时器 3 工作原理 1电磁打点计时器 接通交流电源后 线圈中产生周期性变化的磁场 振片被磁化 其极性随线圈中磁场的变化而变化 于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力 振片就上下振动 带动其上的振针上下振动 这时 如果纸带运动 振针就通过复写纸在纸带上打上一系列的点 当电源的频率为50Hz时 它每隔0 02s打一个点 2电火花计时器 电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置 当计时器接通220V交流电源时 按下脉冲输出开关 计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电 利用火花放电在纸带上打出点迹 当电源的频率为50Hz时 它每隔0 02s打一个点 1 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间隔 可以判断物体的运动情况 三 实验原理 三 实验原理 1 求某点的瞬时速度 方法 在匀变速运动中 平均速度等于中间时刻的瞬时速度 A点的瞬时速度 B点的瞬时速度 D点的瞬时速度 O点的速度求法 方法 在匀变速运动中 平均速度等于中间时刻的瞬时速度也等于初 末速度和的一半 2 端点的瞬时速度 三 实验原理 F点的速度求法 例1 下图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带 1 已知打点计时器电源频率为50Hz 则纸带上打相邻两点的时间间隔为 2 A B C D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 0 02s 0 68 0 72cm 0 100m s 三 实验原理 2 加速度的求解 1 公式法 典型例题 例2 某同学用打点计时器测定加速度 在得到的纸带上选取七个计数点 相邻两个计数点之间还有四个点未画出 如图所示 图中x1 4 81cm x2 5 29cm x3 5 76cm x4 6 25cm x5 6 71cm x6 7 21cm 已知打点计时器所用交流电频率为50Hz 求CDEF四点的瞬时速度 填于表格中 求加速度的大小 结果保留两位有效数字 纸带分析1 瞬时速度的求解 图中x1 4 81cm x2 5 29cm x3 5 76cm x4 6 25cm x5 6 71cm x6 7 21cmVc VD VE VF 纸带分析2 加速度的求解 三 实验原理 2逐差法 求加速度 即a1 a2 a3 然后取平均值 即 这样使所给数据全部得到利用 以提高准确度 有效地减小仅由两次位移测量带来的偶然误差 典型例题 例2 某同学用打点计时器测定加速度 在得到的纸带上选取七个计数点 相邻两个计数点之间还有四个点未画出 如图所示 图中x1 4 81cm x2 5 29cm x3 5 76cm x4 6 25cm x5 6 71cm x6 7 21cm 已知打点计时器所用交流电频率为50Hz 求CDEF四点的瞬时速度 填于表格中 求加速度的大小 结果保留两位有效数字 纸带分析2 加速度的求解 2 逐差法求加速度 偶数组 图中x1 4 81cm x2 5 29cm x3 5 76cm x4 6 25cm x5 6 71cm x6 7 21cm x1 x4 x1 3a1T2 a1 x4 x1 3T2 x2 x5 x2 3a2T2 a2 x5 x2 3T2 x3 x6 x3 3a3T2 a3 x6 x3 3T2 课堂练习 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 或 v4 0 405m s 解析 s1 1 40cms2 3 55 1 40 cm 2 15cms3 6 45 3 55 cm 2 90cms4 10 15 6 45 cm 3 70cms5 14 55 10 15 cm 4 40cms6 19 70 14 55 cm 5 15cm T 0 02 5 0 1s s2 s3 s4 s5 s6 s1 解析 实验器材 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 实验装置图 实验步骤 1 将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 将细绳一端拴在小车上 另一端挂上适当的钩码上 使之跨过滑轮 调整装置 使小车能在长木板上平稳地加速滑动 3 把纸带穿过打点计时器上 并将一端固定在小车的后面 4 把小车停在靠近打点计时器处 接通电源 放开小车 让小车拖着纸带运动 于是 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复实验三次 注意事项 1 开