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时间:2018-11-14
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1、2009届高三物理实验专题教案测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器)[实验目的]1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。[实验原理]1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点(由于电源频率是50Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若
2、连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。3.由纸带求物体运动加速度的方法:(1)用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1=、a2=、a3=,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度。(2)用v-t图法:即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。[实验器材]小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。[实验步骤]1.把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打
3、点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路,如图所示。2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它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,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运
4、动的加速度。[注意事项]1.纸带打完后及时断开电源。2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个。ABCDEF4.不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。[例题]1.电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器,它的工作电压是______。如图所示,A是______,B是______,C是______,D是______,E是______,F是______。答案:交流,4至6V,线圈,振动片
5、,限位孔,振针,永磁体,接线柱。OABCDEFcms12.804.40s25.95s37.57s49.10s510.71s62.如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选中的一条纸带的一部分,他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。(1)为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算,填入表内(单位:cm)s2-s1s3-s2s4-s3s5-s4s6-s5各位移差与平均值最多相差______cm,由此可以得出结论:小车的位移在________范围内相等,所以小车的运动是________。(2)根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度a==____
6、__m/s2。(3)根据an-3=,可求出a1==______m/s2,a2==______m/s2,a3==______m/s2,所以,==______m/s2。答案:(1)1.60,1.55,1.62,1.53,1.61,1.58,0.05,任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;(2)1.58;(3)1.59,1.57,1.59,1.58。3.在研究匀变速直线运动的实验中,如图所示,为一条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T=0.1s。(1)根据________计算各点瞬时速度,则vA=______m/s,vB=____
7、__m/s,vC=______m/s,vD=______m/s,vE=______m/s。cm7.0017.5031.5049.00ABCDEt/s0.10.20.30.406080100120140160v/cm·s-1(2)在如图所示坐标中作出小车的v-t图线,并根据图线求出a=________。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________。答案:(1)vn=,0
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