第二章 实验四 研究匀变速直线运动.ppt

1、一、实验目的 1学会使用打点计时器 2掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法 3学会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度,二、实验原理 1打点计时器 (1)用途及特点：计时仪器，每隔0.02 s打一次点 (2) (3)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； 可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔,2利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 设s1、s2、s3为纸带上相邻两个计数点之间的距离， 若ss2s1s3s2s4s3常数，即连续相等 的时间内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做 匀变速直线运动 3加速度的测

2、量 匀变速直线运动满足saT2，即测出纸带上相邻点迹 间的距离s1、s2、s3、s4结合打点周期即可测出加 速度,三、实验器材 一端附有定滑轮的长木板、小车、细线、钩码(若干)、 打点计时器、纸带、刻度尺、电源、导线等 四、实验步骤 1把附有定滑轮的长木板放在实验桌上，并使定滑轮伸出 桌面，把打点计时器固定在长木板上没有定滑轮的一端，连接好电路,2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合 适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面实验装置如图实41所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行,图实41,3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小 车，让小车拖

3、着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点换上新纸带，重复三次 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，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T0.1 s，如图实42所示，正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中,图实42,5.增减所挂的钩码个数，重复实验两次,图实43,六、注意事项 1打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到 打出的是短横线，应调整振针距复写纸的高度，使之增大一点 2使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器 稳定工作后，再释放小车 3释放小车前，应使小

4、车停在靠近打点计时器的位置,4使用电火花计时器时应注意把两条白纸带正确穿好，墨 粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面 5小车另一端挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使 纸带上打的点太少，或者加速度太小而使纸带上的点过于密集,6选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰适当舍 弃开头密集部分，适当选取计数点(计数点与计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T. 7测s时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计 算a时要注意用逐差法，以减小误差,七、误差分析 1电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不是0.02 s. 2间隔测量时的读数误差 3长木板各处

5、的粗糙程度不完全相同 4用作图法求加速度时，所作出的vt图象并非是一条直线,八、实验改进 物块带动小车做加速运动时， 因受轨道等各方面的影响致使小车 加速度不恒定，即小车不真正做匀 加速直线运动，若采用如图实4 图实44 4所示装置则可避免将包有白纸的总质量为m的圆柱金属棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器当烧断挂圆柱的线后，圆柱金属棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱金属棒面上的纸上画出记号，得到对应的纸带，如图实45所示,图实45,测出在同一条竖直线上各相邻的两条画线之间的长度间隔s1、s2、s3，利用逐差法saT2，根据电动机转动的周期T，即可求出金属棒下

6、落的加速度a.,例1 (2010全国卷)利用图实46 中所示的装置可以研究自由落体运动 实验中需要调整好仪器，按通打点计 时器的电源，松开纸带，使重物下落， 打点计时器会在纸带上打出一系列的小点图实46 (1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有_(填入正确选项前的字母) A天平B秒表C米尺,(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：_ _.,答案 (1)C(2)打点计时器与纸带之间存在摩擦(其他合理答案也可),解析本题考查自由落体运动，实验器材的选取，实验误差的分析等知识点考查考生实验设计和实验误

7、差分析的能力 (1)处理纸带求加速度，一定要知道长度，则要米尺；打点计时器就是测量时间的工具，则不需要秒表，重力加速度的值和物体的质量无关，则不需要天平 (2)加速度小了，说明物体受到了阻力作用，据此说一条理由就行,例2 (2010重庆高考)某同学用打点计时器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，如图实47所示，A、B、C、D是依次排列的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.,图实47,若无法再做实验，可由以上信息推知： (

8、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),解析本题考查应用打点计时器研究匀变速直线运动，意在考查考生应用纸带分析匀变速直线运动的速度与加速度问题 (1)因相邻的两计数点间还有4个计时点， 故t5T0.1 s.,例3用电磁打点计时器或电火花打 点计时器打出的纸带只能测定短距 离过程中的速度，若要测定长距离 过程中的速度，s如测定某人在走路 过程中的速度就不能用以上两种打 图实48 点计时器了有人设计了一种简易的“滴水计时器”，就可以粗略地测定人在走路过程中的速度 取一只饮料瓶，用缝衣针在瓶底钻一适当大小的小孔，