测定匀变速直线运动的加速度.doc

测定匀变速直线运动的加速度实验目的1练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2学习用打点计时器测定即时速度和加速度。实验原理1打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是50Hz），纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。2由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2为时间间隔相等的各计数点，s1、s2、s3、为相邻两计数点间的距离，若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 3、实验原理 分析一个以加速度向右运动的物体，如图所示。物体初速为vA，经过时间运动了Sn，速度增加到了v中，又经时间再前进Sn+1，速度为vB。根据匀变速直线运动的位移公式、速度公式和平均速度公式不难推出，在以上运动中，物体在相邻两个时间间隔内所通过的位移之差是一个常数，即：Sn+1-Sn=aT2同理Sn+3-Sn=3aT2让纸带与小车相连，测出打点计时器在纸带上所打轨迹点间的位移S1、S2、S3,若小车做匀变速直线运动，则相邻位移之差应该是一个常数，于是，就可以进一步运用公式计算小车的瞬时速度和加速度。由匀变速直线运动的速度公式和平均速度公式还可以推出，做匀变速运动的物体，在某段位移中间时刻的瞬时速度，就等于物体在这段位移上的平均速度，对上图有：v中= 为了减小长度测量的误差，通常每隔四个轨迹点选一个记数点来计算位移，这样T=0.02s5=0.1s。4由纸带求物体运动加速度的方法：（1）用“逐差法”求加速度：即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度，即：a= （2）用v-t图法：即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率k=tana=v/t=a，即为物体运动的加速度。图线法可以减小偶然误差对实验的影响。实验器材小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺等。实验步骤1把一端附有定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，如图所示。 2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它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，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作v-t图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。注意事项1纸带打完后及时断开电源。2小车的加速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取78个计数点为宜。3应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个。4不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。练习1电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_。如图所示，A是_，B是_，C是_，D是_，E是_，F是_。 答案：交流，4至6V，线圈，振动片，振针，纸带，接线柱，永磁体。2如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。 （1）为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内（单位：cm）s2-s1s3-s2s4-s3s5-s4s6-s5各位移差与平均值最多相差_cm，由此可以得出结论：小车的位移在_范围内相等，所以小车的运动是_。（2）根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a=_m/s2。（3）根据an-3=，可求出 a1=_m/s2，a2=_m/s2，a3=_m/s2， 所以，=_m/s2。3.用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度，某次实验中得到一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0，1，2，3，4，量得0与1两点间距离S1=30mm，3与4两点间S4=48mm，则小车在0与1两点间的平均速度为_m/s。小车的加速度为_m/s2。窗体顶端选择题1、利用打点计时器测定物体作匀变速直线运动的加速度时，在纸带上所打的一系列点，如图下所示，各相邻的计数点的距离分别为sI、sII、sIII、，则下面各关系式中不正确的是（） A、sII-sIaT2 B、sIII-sI2aT2 C、sII-sI=sIII-sII D、sIII-sII=aT2/2 窗体底端窗体顶端2、在研究匀变速直线运动的实验中，如图所示为一次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，相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。（1）你以可判定小球做 直线运动。（填“匀加”或“匀减”）（2）你根据平均速度等于这段时间内的中点时刻的瞬时速度可以计算各点瞬时速度，且vB= m/s,vC= m/s, vD= m/s. 窗体底端窗体顶端3、某个做匀加速直线运动的物体，通过打点计时器打出的纸带，若第1个计数点确定后，用刻度尺量出第6个计数点到第11个计数点间的距离为2cm，第21个计数点到第26个计数点间的距离为4.4cm，则物体的加速度是 m/s2（交流电频率为50Hz）。窗体底端窗体顶端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，如下图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出。按时间顺序取0、1、