实验测加速度材料

1、一、实验目的1练习使用打点计时器，会用打点纸带研究物体的运动情况2会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度3利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v­t图象，根据图象求加速度二、实验原理2“平均速度法”求速度图实­1­1即vn，如图实­1­1所示3求加速度(1)“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，以提高准确性(2)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v­t图三、主要器材说明1打点计时器的作用计时仪器，每隔0.02 s打一次点2打点计时器的工

2、作条件(1)电磁打点计时器：6 V以下交流电源(2)电火花计时器：220 V交流电源象，直线的斜率即为加速度3如图甲是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点加速度大小用a表示(1)OD间的距离为_ cm.(2)如图乙是根据实验数据绘出的x­t2图线(x为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示_，其大小为_m/s2(保留三位有效数字)解析：由于物体做的是匀变速直线运动，所以其从某一点开始运动的位移xv0tat2，由于x­t2图线是一条过原点的倾斜直线，因此v00，则xt2，故x ­t2图的斜率为，通过图线可求得斜率为0.4

3、68.答案：(1)1.20(1.181.22之间均可)(2)a0.468(0.4640.470之间均可)6(2014年六安模拟)光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来现利用图(b)所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的

4、挡光时间分别为1.0×102 s和4.0×103 s用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d1.010 cm.(1)滑块通过光电门1时的速度v1_m/s，滑块通过光电门2时的速度v2_m/s(结果保留两位有效数字)(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的_，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将_的宽度减小一些(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量_则用这些物理量计算加速度的表达式为a_.解析：(1)v1 m/s1.0 m/sv2 m/s2.5 m/s.(2)v1、v2实质上是滑块通过光电门

5、1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些(3)为了计算出滑块的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量的物理量有两种方案方案一：测滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t，由v2v1at得a.方案二：测两光电门之间的距离x，由v22v122ax得a.答案：(1)1.02.5(2)平均速度滑块(3)滑块由光电门1运动至光电门2所用时间t或两光电门之间的距离x或2某同学用打点计时器等实验装置测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f50 Hz，在纸带上打出的点中选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染如图所示，A、B、C、D是依次排列的

6、4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：sA16.6 mm，sB126.5 mm，sD624.5 mm.若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为_s.(2)打C点时物体的速度大小为_ m/s(取2位有效数字)(3)物体的加速度大小为_(用sA、sB、sD和f表示)解析：(1)由电源频率f50 Hz可知电源周期T00.02s，所以相邻两计数点的时间间隔为T5×0.02s0.1s.(2)打C点时物体的速度vC m/s2.5 m/s.(3)由纸带上的数据知sABsBsA，sBCsCsB，sCDsDsC又因sCDsBCsBCsABaT2a2所以af2.答案：(

7、1)0.1(2)2.5(3)f23某兴趣小组利用自由落体运动测定重力加速度，实验装置如图所示倾斜的球槽中放有若干个小铁球，闭合开关K，电磁铁吸住第1个小球手动敲击弹性金属片M，M与触头瞬间分开，第1个小球开始下落，M迅速恢复，电磁铁又吸住第2个小球当第1个小球撞击M时，M与触头分开，第2个小球开始下落这样，就可测出多个小球下落的总时间(1)在实验中，下列做法正确的有_A电路中的电源只能选用交流电源B实验前应将M调整到电磁铁的正下方C用直尺测量电磁铁下端到M的竖直距离作为小球下落的高度D手动敲击M的同时按下秒表开始计时(2)实验测得小球下落的高度H1.980 m,10个小球下落的总时间T6.5s

8、可求出重力加速度g_ m/s2.(结果保留两位有效数字)(3)在不增加实验器材的情况下，请提出减小实验误差的两个办法(4)某同学考虑到电磁铁在每次断电后需要时间t磁性才消失，因此，每个小球的实际下落时间与它的测量时间相差t，这导致实验误差为此，他分别取高度H1和H2，测量n个小球下落的总时间T1和T2.他是否可以利用这两组数据消除t对实验结果的影响？请推导说明解析：根据自由落体运动的规律hgt2解决问题(1)若电源选用直流电源，电磁铁可正常工作，选项A错误；实验时小球要撞击M断开电源，因此M应在电磁铁的正下方，选项B正确；小球下落的高度为电磁铁下端到M的竖直距离与小球直径的差，选项C错误；根据

9、Hgt2，t可利用累积法，即从手动敲击M的同时开始计时，测量出落下n个小球的时间T，则一个小球下落时间t，选项D正确(2)根据Hgt2和t，解得gm/s29.4 m/s2.(3)要减小实验误差，可以适当增大小球下落的高度，并多次测量取平均值(4)根据题意，小球从H1、H2高处落下需要的时间t1t和t2t，根据Hgt2得H1g2和H2g2解得g，因此可以消除t的影响答案：(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重复实验，结果取平均值(其他答案只要合理也可)(4)可以消除t对实验结果的影响，推导过程见解析(2013·高考广东卷)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图甲所示，其中

10、斜面倾角可调打点计时器的工作频率为50 Hz，纸带上计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出(1)部分实验步骤如下：A测量完毕，关闭电源，取出纸带B接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C将小车停靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D把打点计时器固定在平板上，让纸带穿过限位孔上述实验步骤的正确顺序是：_(用字母填写)(2)图乙中标出的相邻两计数点的时间间隔T_s.(3)计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5_.(4)为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a_.解析(1)正确的实验步骤为D、C、B、A.(2)相邻两个计数点间的时间间隔T5×

11、 s0.1 s.(3)匀变速直线运动一段位移内的中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度，则计数点5对应的瞬时速度大小v5.(4)用逐差法求得小车的加速度a.答案(1)DCBA(2)0.1(3)(4)6利用如图所示的装置可测量滑块在斜面上运动的加速度一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲至乙所用的时间t.改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间的距离s，记下相应的t值，所得数据如下表所示.s(m)0.5000.60

12、00.7000.8000.9000.950t(ms)292.9371.5452.3552.8673.8776.4(m/s)1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a、滑块经过光电门乙时的瞬时速度vt、测量值s和t四个物理量之间所满足的关系式是_；(2)根据表中给出的数据，在下图给出的坐标纸上画出t图线；(3)由所画出的t图线，得出滑块加速度的大小为a_ m/s2(保留2位有效数字)解析：(1)沿斜面向下是匀加速运动，反过来也可以看成是初速度为vt的沿斜面向上的匀减速运动，由位移公式有svttat2.由于要画t图象，所以

13、可将上式变形得tvt.(2)t图线如图所示(3)由tvt可知图象的斜率k，所以a2km/s22.0 m/s2.答案：(1)atvt(或sat2vtt)(2)见解析图(3)2.0(1.82.2之间均正确)2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T0.1 s.(1)根据纸带可判定小车做_运动(2)根据纸带计算各点瞬时速度：vD_m/s，vC_m/s，vB_m/s.在如图所示坐标中作出小车的vt图线，并根据图线求出纸带的加速度a_.(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是_m/s，此速度的物理意义是_答案：(1)匀加速直线(或匀加速

14、)(2)3.902.641.3812.60 m/s2见解析图(3)0.12表示小车经过A点的速度解析：(1)根据纸带提供的数据可知xBCxABxCDxBCxDExCD12.60 cm，故小车做匀加速直线运动(2)根据v可知vD m/s3.90 m/svC m/s2.64 m/svB m/s1.38 m/s如图所示描点连线得vt图线，由图线斜率知纸带的加速度a12.60 m/s2.(3)由图知交点的速度约为0.12 m/s，表示小车经过A点的速度3某物理小组的同学用如图甲所示的实验器材测定当地的重力加速度，实验器材由底座、带有标尺的竖直杆、光电门1和光电门2组成的光电计时器(其中光电门1更靠近小球释放点)、可使小球无初速度释放的小球释放器和网兜组成实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2所用的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h.甲乙丙(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示，则小球的直径为_mm.(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2时的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系为_(3)根据实验数据作了如图丙所示的t图线，若图线斜率的绝对值为k，图线在纵轴上的截距为a，根据图线可求出重力加速度的大小