3.2 研究匀变速直线运动实验报告.doc

第三章 第２节 匀变速直线运动得实验探究
　 　 班级　 　 　 姓名　 　 　座号
一、实验目得
1、练习使用打点计时器。
2、掌握判断物体就就是否做匀变速直线运动得方法。
３、利用纸带求某点得瞬时速度与匀变速质点运动得加速度。
二、实验原理
１、判断物体就就是否做匀变速直线运动
(1)利用平均速度v＝,当Δt很短时,可以近似认为平均速度等于t时刻得瞬时速度,利用速度与时间关系判断物体就就是否做匀变速直线运动。
（2)利用Δs＝s2－s1=s3-ｓ2=…=sn-sn－１＝aT2判断物体就就是否做匀变速直线运动。
2、 求匀变速直线运动得瞬时速度
根据平均速度等于中间时刻得瞬时速度求出= 　 ,=　 　 　、、、、、、=　 　　　
3、求匀变速直线运动得加速度
(1）法一、逐差法
以取六个间隔为例,则a1＝，a2=,a3=、
加速度得平均值为a=（ａ1＋ａ2＋a3) 　＝=[(s4＋s５+s6)-(ｓ１+ｓ2+s3)]
逐差法处理数据求加速度得平均值,好处就就是各个数据都得到了利用,达到正、负偶然误差充分抵消得作用,使计算结果更接近真实值。
(２)法二、用v-ｔ图求加速度
用横坐标表示时间ｔ,用纵坐标表示瞬时速度v建立坐标系,标出(T，)，(2Ｔ,)、、、、、、各点，把这些点连接起来可画出一条直线(让尽可能多得点处在直线上,不在直线上得点尽可能等量地分布在直线两侧)，求此直线得斜率即为物体得加速度。
三、实验器材
电火花打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、钩码、长木板、刻度尺、导线等。
四、实验步骤
①将打点计时器固定在长木板得一端。
②连接好打点计时器得电路。（注意此过程中要断开开关)
③将纸带穿过打点计时器,连接在小车后面,并使小车靠近打点计时器，并连接砝码到小车。
④闭合电路开关，然后释放小车,打完纸带后立即关闭电源。
⑥舍掉开头一些过于密集得点，找一适当得点作为开始点,选择相隔0、１ s得若干个计数点进行长度测量，并将数据填入设计好得表格中。
五、 数据处理及结论

记录数据：
1、取计数点:每两个计数点间有4个点没有画出,则两相邻计数点间得时间间隔为Ｔ＝　 　 　　　
数据处理:
1、 求相邻计数点得位移：
　 = ,= 　 ，＝ 　 　,= 　 　,=　　 　 ,= 　。（单位cｍ估读)
= ,=　 　　 ，= 　 ，= 　　,= 　,= 　 。(单位cm)
3、判断运动性质：＝　 　 ，＝　 　 　 ,＝ ，=　　 ,= 　 。
　　判断就就是否为匀变速直线运动?理由。　 　 　　 　 　 　 　　 　 　 　
3、 求瞬时速度:＝ 　　 　 　 ，=　 ,＝ 　 　 　，＝ 　　 ,= 　 (单位ｍ/s)
（提示: 　 　)
4、 用逐差法求加速度
5、 a１=　＝ 　 　　 　，a２＝ = ，a3= =、 　 　 ,（单位m／s2)
加速度得平均值为ａ=（a1＋ａ2+a3)＝= [(s4＋s5＋s6)－（s1＋s２＋s3）] ＝
5、在平面直角坐标系中作出小车运动得v－ｔ图像；

其斜率 　 　
课后练习
1、打点计时器就就是高中物理中重要得物理实验仪器,图3-2－3中甲、乙两种打点计时器就就是高中物理实验中常用得,请回答下面得问题。

　 　 (1)甲图就就是＿_____打点计时器,电源采用得就就是_＿____。
(2)乙图就就是______打点计时器,电源采用得就就是_____＿。
　 (3）某同学在“匀变速直线运动得实验探究”得实验中,就就是用打点计时器在纸带上打得点记录小车得运动情况。她做此实验时步骤如下:
　 　 A、拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源。
　 　 　 Ｂ、将打点计时器固定在长木板上,并接好电路。
　 　 　 C、把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮,下面挂上适当得钩码。
　 D、小车停止运动后，直接取下纸带。
E、将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器得限位孔。
　　 F、换上新纸带,重复操作三次,然后从各纸带中选取一条清晰得进行数据处理。
　　 其中错误或遗漏得步骤有:
　 　 ①__＿____＿_＿_＿＿__＿___＿＿＿__＿_＿______＿______＿＿;
②_＿＿_____＿__＿____＿_＿＿＿＿_______＿_______＿_＿＿_。
　 将以上步骤完善后按合理得顺序填写在下面横线上。
　 　___＿________＿___＿_＿＿__＿＿____＿____＿___＿＿______
2、在“使用打点计时器测速度”得实验中,除电源、刻度尺、纸带外，还需选用得仪器就就是( 　)
A、停表 　ﻩB、天平 　 Ｃ、速度计 ﻩD、打点计时器
3、在接通打点计时器电源与让纸带开始运动中,这两个操作之间得时间顺序关系就就是( )
A、先接通电源,后让纸带运动
Ｂ、先让纸带运动，再接通电源
C、让纸带运动得同时接通电源
D、先让纸带运动或先接通电源都可以
４、电磁打点计时器就就是一种使用___＿电源得__＿＿__仪器,当电源得＿_＿＿频率为50 Hz时,振针每隔____打一个点,现在用打点计时器测定物体得速度，当电源频率低于５0 Hｚ时,如果仍按5０ Hz计算，则算出得速度测量值将比速度得真实值＿__＿、
5、　在“匀变速直线运动得实验探究”中,从０点开始每5个点取1个计数点得纸带如图3-２－4所示,其中,0、１、２、3、4、５、6都就就是计数点。测得ｓ1＝1、４0 ｃm,s２=1、９0 cm,s３=2、3８ cm,s4=2、88 cｍ,s５＝3、39 ｃm,s６=3、8７ ｃm。

(1）物体就就是否做匀变速直线运动? 　　,您得判断依据就就是 　　 　　 ;
　(2）在打点计时器打出点1、2、３、4、5时,小车得速度分别为v1＝＿＿_____cm/ｓ,v2＝__＿＿__＿_cm/s,v３＝＿_＿＿＿___cｍ/ｓ,v4＝_＿______ｃm/s,v5=____＿___cm／ｓ，v0=________cm／s,v6=＿_＿＿＿＿__cm/s;
(3)用逐差法求得其加速度a＝ 　
(4)在平面直角坐标系中作出小车运动得v－t图像;

6、（2012·莆田高一检测)如图所示就就是用打点计时器测瞬时速度实验时得到得一条纸带得一部分,从0点开始依照打点得先后依次标为0、１、2、３、4、5、6…,现在量得0、1间得距离s１=５、１8 cm,1、２间得距离s2＝4、４0 ｃm,2、３间得距离s3=3、62　cm，3、4间得距离ｓ4=２、78 ｃｍ,4、5间得距离ｓ5＝２、00 cm，5、6间得距离ｓ6＝１、22　ｃm(电源频率为50 Hz)

(1)根据上面记录,计算打点计时器在打１、2、3、4、5点时得速度并填在表中、
位置
１
2
3
4
５
ｖ/(ｍ·s-1)

(2)根据(1）中表格,在图中画出小车得速度图象、
（３)根据所画得速度图像,求得其斜率为 　 　　
7、(2０１0·广东高考）如图就就是某同学在做匀变速直线运动实验中获得得一条纸带、
(1)已知打点计时器电源频率为５０Hz,则纸带上打相邻两点得时间为____、
（2)A、Ｂ、C、D就就是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出、从图中读出Ａ、B两点间距s=____;C点对应得速度就就是_＿＿_(计算结果保留三位有效数字)、
(３)计算纸带运动得加速度大小为 、

1、［解析]　(1)甲图就就是电磁打点计时器，电源采用低压交流电4~6　V。
（2)乙图就就是电火花打点计时器,所用电源为２20 V交流电。
(３）实验过程中应先接通电源再放开纸带,取纸带前应先断开电源,所以错误操作就就是A、D步骤。
合理得顺序应就就是ＢＥＣADF。
2、【解析】　由打点计时器在纸带上打下得点得间隔数可知任意两点间得时间间隔,故不需要停表、再利用刻度尺测出两点间得距离就可进一步求出平均速度,故不需要速度计、
【答案】 D
3、【解析】选A、接通打点计时器电源与让纸带开始运动，这两个操作之间得时间顺序必须就就是先接通电源,后让纸带运动、
若先让纸带运动,再接通电源,因纸带运动快,有可能纸带上还未打上点，纸带就已脱离打点计时器,所以要先接通电源,后让纸带运动、
4、【解析】电磁打点计时器就就是一种使用低压交流电源得计时仪器,相邻两点之间得时间间隔取决于电源得频率,Ｔ=　　 当ｆ=５0 Ｈｚ时,振针每隔0、０２ s打一个点,但当电源得频率低于50　Hｚ时,相邻两点间得时间大于0、02　ｓ,由v＝ 　计算速度时,计算值将比真实值偏大、
答案：低压交流 　 计时 0、02 s 偏大
５、[解析］　（1）相邻两计数点之间得时间间隔
T=０、02×５ s=０、１ ｓ
则v１＝＝１6、50 cｍ/s, v2=＝21、40　cm/ｓ,
v3＝=26、３0 ｃm／ｓ,　 　 v４==31、35 ｃm/s,
v5=＝36、30 cm/s，
　　 （2)根据以上计算出得各计数时刻得速度值,用描点法即可作出小车运动得v-t图像,如图所示。
（３)由图可知,描绘小车运动得ｖ－ｔ图像就就是一条向上倾斜得直线,可判断出小车得速度就就是随时间均匀增加得。
　[答案]　(１)16、５0　２1、40 26、３0　31、35　３6、3０
　 　 　 (2)见解析　(3)小车运动得速度就就是随时间均匀增加得
6、解析:(1)打点计时器在打1、2、3、4、5点时得速度分别为
v1＝= m/s＝1、2 m/s
v2＝= m/s=１、0 m／s
v３=＝ m／s=0、8　m/s
v４＝＝　m/s＝０、6　m/s
v５＝= m/s=０、４ m/s
(2)描点、连线可得出小车得速度图象如图所示、
答案:(1)如表所示
位置
1
2
３
４
5
v/(m·s－１）
1、２
1、０
0、８
0、6
0、４
(2）见解析图
7、【解析】（1)由打点计时器得打点频率可求得打点时间间隔T=＝0、02 s
(2)读Ａ、B两点得数值：1、0０　ｃｍ、1、7０ cｍ，所以A、B两点间距s=１、70 cm-1、0０ cm＝0、7０ cm、Ｃ点对应得时刻就就是BD段得中间时刻,即C点速度等于ＢD段得平均速度,

(3)由Δｓ=aT2得加速度得大小ｍ/s2=0、20　m/s２
答案:(1)0、02 s 　(２)0、70 cm 　　　0、100　m/s（3)０、20 m/ｓ２