高三物理一轮-实验一-研究匀变速直线运动.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/10/3,#,试验一 研究匀变速直线运动,第1页,一、试验目标,用打点计时器探究小车速度随时间改变规律,二、试验原理,1,打点计时器,(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s打一次点,(2)工作条件,(3)纸带上点意义：,表示和纸带相连物体在不一样时刻位置；,经过研究纸带上各点之间间隔，能够判断物体运动情况,第2页,第3页,第4页,三、试验器材,打点计时器、纸带、一端附有定滑轮长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、电源,四、试验步骤,1把附有滑轮长木板放在试验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮一端，连接好电路,2把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上适当钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它一端固定在小车后面，调整滑轮高度，使细绳与平板平行试验装置见下列图，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行,第5页,3把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点，换上新纸带，重复三次,4从几条纸带中选择一条比较理想纸带，舍掉开始一些比较密集点，在后面便于测量地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4,，测量各计数点到0点距离,x,，并统计填入表中.,第6页,5.计算出相邻计数点之间距离,x,1,、,x,2,、,x,3,6利用一段时间内平均速度等于这段时间中间时刻瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5瞬时速度，填入上面表格中,7增减所挂钩码数，再做两次试验,五、数据处理及试验结论,1,由试验数据得出,v,t,图象,(1)依据表格中,v,、,t,数据，在平面直角坐标系 中仔细描点，如图所表示，对于每次试验，描出 几个点都大致落在一条直线上,(2)作一条直线，使同一次试验得到各点尽可能落到这条直线上，落不到直线上点，应均匀分布在直线两侧，这条直线就是此次试验,v,t,图象，它是一条倾斜直线,第7页,2由试验得出,v,t,图象深入得出小车运动速度随时间改变规律,有两条路径进行分析：,(1)小车运动,v,t,图象是一条倾斜直线，如图所表示，当初间增加相同值,t,，速度也 会增加相同值,v,，由此得出结论：小车 速度随时间均匀改变,(2)既然小车,v,t,图象是一条倾斜直线，那么,v,随,t,改变函数关系式为,v,kt,b,，所以小车速度随时间均匀改变,第8页,六、注意事项,1交流电源电压及频率要符合要求,2试验前要检验打点稳定性和清楚程度，必要时要调整振针高度和更换复写纸,3开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器,4先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停顿运动时及时断开电源,5要预防钩码落地和小车跟滑轮相撞，在小车抵达滑轮前及时用手按住它,6牵引小车钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上点太少，或者加速度太小，而使各段位移无多大差异，从而使误差增大，加速度大小以能在50 cm长纸带上清楚地取得六、七个计数点为宜,7要区分计时器打出点与人为选取计数点，普通在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为,T,0.02,5 s0.1 s.,8要多测几组，尽可能减小误差,9描点时最好用坐标纸，在纵、横轴上选取适当单位，用细铅笔认真描点,七、误差分析,1纸带运动时摩擦不均匀，打点不稳定引发测量误差,2纸带上计数点间距测量有偶然误差,第9页,八、试验改进,物块带动小车做加速运动时，因受轨道等各方面影响，致使小车加速度不恒定，即小车不真正做匀加速直线运动，若采取如图所表示装置则可防止将包有白纸总质量为,m,圆柱金属棒替换纸带和重物，蘸有颜料毛笔固定在马达上并随之匀速转动，使之替换打点计时器当烧断挂圆柱线后，所表示圆柱金属棒竖直自由落下，毛笔就在圆柱金属棒面纸上画出记号，得到对应纸带，如图所表示,测出在同一条竖直线上各相邻两条画线之间间隔,x,1,、,x,2,、,x,3,、,，利用逐差法,x,aT,2,，依据电动机转动周期,T,，即可求出金属棒下落加速度,a,.,第10页,试验原理和试验误差,例,1,某同学用图甲所表示装置测量重力加速度,g,，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每隔两个计时点取一个计数点，全部测量数据及其标识符号如图乙所表示,第11页,第12页,第13页,答案,x,1,、,x,6,x,1,、,x,2,、,x,3,、,x,4,、,x,5,、,x,6,B,偶然阻力不恒定、交流电频率不稳定等,第14页,试验数据处理,例,2,(,年高考课标全国卷,),利用如图所表示装置可测量滑块在斜面上运动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，光电门甲位置可移动当一带有遮光片滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连计时器能够显示出遮光片从光电门甲至乙所用时间,t,.改变光电门甲位置进行屡次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量甲、乙之间距离,x,，记下对应,t,值，所得数据以下表所表示,第15页,完成以下填空和作图：,(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度大小,a,、滑块经过光电门乙时瞬时速度,v,t,、测量值,x,和,t,四个物理量之间所满足关系式是_；,第16页,第17页,第18页,例,3,某试验小组利用如图甲所表示试验装置来测量匀加速直线运动加速度滑块上左右端各有一个完全一样遮光板若光线被遮光板遮挡，光电传感器会输出高电平滑块在细线牵引下向左加速运动，遮光板1、2分别经过光电传感器时，经过计算机能够得到如图乙所表示电平随时间改变图象,第19页,(1)试验前，接通气源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，则图乙中,t,1,、,t,2,、,t,3,、,t,4,间满足关系_，则说明气垫导轨已经水平,(2)如图丙所表示，用游标卡尺测量遮光板宽度,d,，挂上钩码后，将滑块由如图甲所表示位置释放，经过光电传感器和计算机得到图象如图乙所表示，若,t,1,、,t,2,、,t,3,、,t,4,和,d,已知，则遮光板1和遮光板2在经过光电传感器过程中平均速度分别为_、_(用已知量字母表示),(3)在(2)情况下，滑块运动加速度,a,_(用已知量字母表示),第20页,第21页,