福建省福鼎市第二中学高三物理一轮复习 匀变速直线运动的实验探究课件

2匀变速直线运动的实验探究,1、了解打点计时器的结构和原理。2、会利用打点计时器测算物体的速度和加速度。3、会利用频闪照相法求物体的速度和加速度。,实验室中小车的运动是物理学中最简单的物体运动。我们如何测量小车各时刻的速度、加速度呢?可直接用直尺和秒表测量位移和时间，但误差较大，用什么方法可减小测量误差呢？,一、打点计时器及应用,电磁打点计时器,电火花打点计时器,两种常见打点计时器,直流？交流？,交流电,1、电磁打点计时器（1）原理（2）构造（3）工作电压：4-6V,尖端放电,2、电火花打点计时器（1）构造：如下图（2）原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电（3）工作电压：220V,打点计时器是一种计时仪器，并且能记录物体的相对位置。使用的共同特点：必须使用交流电我国民用交流电频率为50Hz，所以所打的两个点间的时间间隔为0.02s,3、练习使用打点计时器,疏密与速度的关系,（1）需测量的量：（2）关系式：,所选取的两点间的位移x和时间t平均速度,4、利用纸带求速度和加速度,纸带的处理测平均速度,0,1,2,3,4,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,0.01,0.014,0.018,0.022,0.024,0.040,0.08,0.08,0.08,0.08,0.16,0.16,0.125,0.175,0.225,0.275,0.150,0.250,在时间间隔很短时，平均速度可近似为瞬时速度,由a=v/t可计算出加速度的数值,由上述数据看出，小车做匀变速直线运动,逐差法求加速度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即可求出加速度a1=（s4-s1）/3T2a2=(S5-S2)/3T2再算出a1、a2的平均值，就是我们测定匀变速直线运动的加速度的逐差法。,例1在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如下图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.38cm。那么,（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=cm/s,v2=cm/s,v3=_cm/s,v4=cm/s,v5=cm/s。（2）在平面直角坐标系中作出v-t图像（3）分析小车运动速度随时间的变化规律,答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)在平面直角坐标系中作出v-t图象(3)v随t均匀增加,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点分别到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所代表时刻的瞬时速度大小v4_ms，小车的加速度大小a_ms2。,0.405,0.756,二、频闪照相法及其应用,频闪照相与打点计时器记录的信息相比较，频闪照相是如何记录时间信息和位移信息的呢？,10,0,0,0,0,0,0,0,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计时器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速度，与同纸带的处理方法相同。,现在你明白了吗？,例2小球作直线运动时的频闪照片如图所示，已知频闪周期T0.1s，小球相邻位置间距分别为OA6.51cm，AB5.59cm，BC4.70cm，CD3.80cm，DE2.89cm，EF2.00cm.小球在位置A时的速度大小vA_m/s.小球运动的加速度大小a_m/s2.,0.605,0.900,做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带如图所示，每一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中(1)仔细研究图像，找出小车在相邻时间内位移存在的关系(2)设t0.1s，请画出该小车的vt图象(3)根据图象求其加速度,答案：(1)相邻相等的时间内的位移差相等(2)见图(3)0.8m/s2,在做“匀变速直线运动的实验探究”的实验时，所用电源频率为50Hz，取下一段纸带研究，如图所示，设0点为计数点的起点，每5个点取一个计数点，则第一个计数点与起始点间的距离x1_cm，计算此纸带的加速度大小a_m/s2.,3,3,三、科学探究,研究物体仅在重力作用下是否做匀变速直线运动,打点计时器、低压交流电源、铁架台、纸带、复写纸、重物、刻度尺,实验器材：,实验装置图：,学生电源,实验步骤：1、把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。2、将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。3、用手握住纸带，让重物静止并靠近打点计时器，先接通电源，然后放开纸带，让重物自由下落。4、更换纸带，重复2、3步。5、选择一条点迹清晰的纸带，标记上0、1、2、3、4、5，并用刻度尺测量出各段的距离，计入表格并求出加速度a。,1、打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，电磁打点计时器工作电压为4-6V,电火花计时器工作电压为220V，它们的打点周期都是0.02S,同时还能记录物体运动的位移信