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1、实验四研究匀变速直线运动一：实验目的：练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动规律.二：实验原理：测定物体做匀变速直线运动最基本的是测出位移和时间的关系,运用匀变速直线运动的规则,对纸带数据进行处理.如图所示,从计数点0开始每隔4个点记做一个计数点.x1,x2,…,xn是相邻两计数点间的距离,Δx是两个连续相等的时间内的位移之差,即Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2…,T是两个相邻计数点间的时间间隔且T=0.02ns(n为相邻两计数点间的点的数目），由运动学公式x1=v0T+aT2;x2=v1T+aT2;x3=v2T+aT2.得Δx=x2
2、-x1=aT2,T是恒量,当a为恒量时,Δx也为恒量,即做匀变速直线运动的物体Δx必为恒量,它是判断物体是否做匀变速直线运动的必要条件.若物体做初速度为零的匀加速直线运动,其判断条件是:Δx=x2-x1=x3-x2=…xn-xn-1=恒量;三：实验器材电磁打点计时器,纸带,复写纸片,低压交流电源,小车,细绳,一端附有滑轮的长木板,刻度尺,钩码,导线.四：实验步骤1.按下图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,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.把细绳的一端固定在小车上,跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码,让纸带穿过打
3、点计时器的限位孔后一端固定在小车上,用手拉住小车.3.先接通电源,后放开小车,让小车运动,这样打点计时器就在纸带上打下一系列点,取下纸带,更换新纸带,至少重复3次.4.选打点清晰的纸带进行研究,舍去开头比较密集的点,确定好记数始点,每隔4个计时点取一个计数点,使时间间隔T=0.1s.5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离x1,x2,x3,…,xn,用逐差法计算加速度的值,最后求其平均值(计算出各计数点对应的瞬时速度,作出v-t图象,求得直线的斜率即为物体运动的加速度).五：纸带问题的特点和一般处理方法如图所示：加速度的基本算法,T为打点周期，即任何相邻两
4、点之间的运动时间.Δx=xn+1-xn,n=1,2,3…比较精确的计算方法:瞬时速度的计算方法：例1：如图所示，是打点计时器打出的纸带，已知交流电的频率是50Hz图中A、B、C、D、E、F等是按时间顺序先后打出的计数点（每两个计数点间有四个实验点未画出).用刻度尺量出AB、EF之间的距离分别是2.40cm和0.84cm，那么小车的加速度大小是_________m/s2，方向是_______.例2：用打点计时器研究小车做匀变速直线运动的规律。如图所示给出了小车拖动的纸带上的某一段；已知相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器所用交流电的频率为50Hz。
5、01123456单位：cm20.5028.4936.5144.4952.5160.50(1)小车的加速度大小为________m/s2,打点计时器打3号计数点时小车的速度为__________m/s。(计算结果保留两位有效数字)(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比___________（选填：偏大、偏小或不变）．例3:在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为５０Ｈｚ，记录小车做匀变速运动的纸带如图所示，在纸带上选择标为０－５的６个计数点，相邻的两个计数点之间还
6、有四个点没有画出.纸带旁并排放着带有最小刻度为毫米的刻度尺，零点跟“０”计数点对齐，由图可以读出１、３、５三个计数点跟“０”点的距离ｄ１、ｄ３、ｄ５填入表格中.计算小车通过计数点“２”的瞬时速度为_______ｍ／ｓ，通过记数点“４”的瞬时速度为______ｍ／ｓ；小车的加速度是________________m/s2.例4:(07年北京高考题)某同学用图2所示的实验装置研究小车在斜面上的运动。实验步骤如下：a.安装好实验器材。b.接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次。选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始
7、，每两个打点间隔取一个计数点，如图3中0、1、2……6点所示。c.测量1、2、3……6计数点到0计数点的距离，分别记作：S1、S2、S3……S6。d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动。e．分别计算出S1、S2、S3……S6与对应时间的比值。f．以为纵坐标、t为横坐标，标出与对应时间t的坐标点，划出—t图线。结合上述实验步骤，请你完成下列任务：(1)实验中，除打点及时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有和。（填选项代号）A、电压合适的50Hz交流电源B、电压可调的直流电源C、刻度尺
8、D、秒表E、天平F、重锤(2)将最小刻度为1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，
