实验匀变速直线运动的研究
更新时间:2023-08-26 21:58:01 阅读量: 教育文库 文档下载
3.2实验:研究匀变速直线运动
【自主学习】
实验目的:使用打点计时器测定匀变速直线运动的加
速度。
实验器材:电火花计时器或电磁打点计时器,一端附
有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳。
实验步骤:
1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸
处桌面。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.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边
挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带
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,接通电源后,放
开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带
上打下一列小点。换上新纸带,重复实验三次。
4.从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一
些比较密集的点子,在后边便于测量的地方找一个开
始点。为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次
点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作
为时间的单位,就是T=0.02×5=0.1s。在选好的开始
点下面标明A,在第六点下面标明B,在第十一点下
面标明C,在第十六点下面标明D, ,点A、B、
C、D 叫做计数点,如图所示。两个相邻计数点
间的距离分别是s1、s2、s3
s1 s2 s3
A B C D
实验原理
推导过程:
实验数据的处理方法
①“逐差法”求加速度,
②纸带上某点的瞬时速度
计算打点纸带上某一点的瞬时速度的依据是:作匀
变速直线运动的物体,在某段时间内中间时刻的瞬时
速度等于这段时间内的平均速度。
③利用纸带上各点的瞬时速度做图像,利用“图象法”
求加速度,即由vn=(sn+sn+1)/2T,求出数个点的速度,画出v-t图,直线的斜率即加速度.
[注意事项]
1、计数点的选取,在开始点下标明:“0”,在第
6个点下标明“A”,在第11个点下标明“B” 把每
打五次点的时间作为时间单位T=0.02s×5=0.1s。
2、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
3、应该先接通电源,待打点计时器打点稳定后,
再释放小车。
4、小车另一端所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,或者加速度太少,
或者加速度太小,使各段位移无多大区别。
5、选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清
晰,适当舍弃点子密集部分,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等于
多少秒。
【随堂练习】
1、在实验过程中,对于减小实验误差来说,下列说
法中有益的是
A、 选取计数点,把每打5个点的时间间隔作为一个
时间单位
B、 使小车运动的加速度尽量地小些
C、 舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间
隔适当的一部分进行测量、计算
D、 选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实
验
2.在下列所给器材中,本实验所需的器材有-
__________;为达到实验目的,还应增添__________.
①电磁打点计时器 ②天平 ③低压直流电源 ④细绳 ⑤纸带 ⑥小车 ⑦钩码 ⑧ 秒表 ⑨一端有滑轮的长木板
3.在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,按照
实验进行的先后顺序,将下列步骤的代码填在横线上
__________.
A、 把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B、 把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端,并
连好电路
C、 换上新的纸带再重做两次
D、 把长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面
E、 使小车停在靠近打点计时器处,接通电源,放
开小车,让小车运动
F、 把一条细绳栓在小车上,细绳跨过定滑轮,下
边吊着合适的钩码
G、 断开电源,取出纸带
4.
在研究匀变速直线运动的实验
中,如图2—3—10所示为一次记录小车运动情况的
纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的记数点,相邻
记数点的时间间隔T=0.1 s.
(1)在图2—3—11所示坐标中作出小车的v-t图
线,并根据图线求出a=__________.
(2)将图线延长与纵轴相交,交点的速度是
___________.此速度的物理意义是__________.
5.用接在50Hz交流低压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,某次实验中得到的
一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印
点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4。
量得s1=30mm,s2=39mm, s3=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
2m/s。
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