高考物理双基突破专题06实验研究匀变速直线运动精讲

《高考物理双基突破专题06实验研究匀变速直线运动精讲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、专题六实验：研究匀变速直线运动（精讲）一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。2．掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法（Δx＝aT）。3．会利用纸带求匀变速直线运动的瞬时速度、加速度。4．会利用纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，会根据图象求加速度。二、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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片。三、打点计时器1．工作条件（1）电磁打点计时器：6V以下交流电源。（2）电火花计时器：220V交流电源。（3）当所用交流电

2、源的频率f＝50Hz时，每隔0.02s打一次点。2．纸带上各点的意义（1）表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置。（2）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。（3）可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔。3．处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1s。四、实验原理1．匀变速直线运动的判断（1）若直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δ

3、x＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，即Δx＝aT，则物体做匀变速直线运动。（2）利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的v−t图像，若图像是一条倾斜的直线，则物体做匀变速直线运动。（3）沿直线运动的物体在连续相等时间内不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，则说明物体在相等时间Δt内速度的增量相等，即a＝＝＝＝…，由此说明物体在做匀变速直线运动。2．由纸带计算某点的瞬时速度根据匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度vn＝来计算。3．利用纸带求物体加速度的两种

4、方法（1）逐差法：根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3aT（T为相邻计数点之间的时间间隔），求出a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝＝，即为物体的加速度。这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性。（2）图像法：利用vn＝即由“平均速度法”求出打各点时纸带的瞬时速度，然后作出v−t图像，用v−t图像的斜率求物体运动的加速度。五、实验步骤1．仪器安装（1）把一端附有滑轮的长木板放在实验桌上，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，

5、并把它的一端固定在小车的后面。放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行。2．测量与记录（1）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的点。小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带。换上新纸带，重复三次。（2）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，即计数点的时间间隔为T＝0.1s。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。（3）计算出相邻的计数点之间的距离Δx

6、1、Δx2、Δx3、….（4）利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度。（5）增减所挂钩码数，再重复实验两次。六、数据处理1．目的：通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等。2．方法（1）分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质。（2）利用逐差法求解平均加速度（见四3（1））（3）利用平均速度求瞬时速度：vn＝＝（4）利用速度—时间图象求加速度，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律。①根据表格中的v、t数据，在直角

7、坐标系中仔细描点。②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v−t图线，它是一条倾斜的直线。a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度。由实验数据得出v−t图像。（5）有两条途径进行分析：①小车运动的v－t图象是一条倾斜的直线如图，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化。②既然小车的v－t图象是一条倾斜的直线，那么v随t变化的函数关系式为v＝kt＋b，所以小车的速度随时间

8、均匀变化。七、误差分析1．根据纸带，使用刻度尺测量计数点的位移有误差。2．电源频