2011届高考物理单元总复习课件第5单元 实验：研究匀变速直线运动

《2011届高考物理单元总复习课件第5单元 实验：研究匀变速直线运动》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、第五单元　实验：研究匀变速直线运动一、实验目的1．练习使用电火花计时器或电磁打点计时器，利用打上点的纸带研究物体的运动情况．2．掌握判断物体是否做匀变速运动的方法．3．测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理打点计时器的使用(1)电磁打点计时器：电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器，它的工作电压为4～6V．当交流电源的频率为f＝50Hz时，它每隔0.02s打一次点．(2)电火花计时器：电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的计时仪器．当电火花计时器接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接

2、正极的放电针、接负极的纸盘轴(墨粉纸盘)，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一列点迹，当电源频率为50Hz时，它的脉冲放电周期也是0.02s，即每隔0.02s打一个点．三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，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．按图1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，绕过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打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

3、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，至少重复操作两次．4．选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为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，并填入记录表中．用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值或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、纸带问题的处理方法1．运动性质的判断常用“位移差”判断，在图2所示纸带中．(1)若x2－x1＝x3－x2

4、＝x4－x3＝0，则为匀速直线运动．(2)若x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝Δx＝恒量，则为匀变速直线运动．2．计时点的瞬时速度的求法3．加速度的求法在所给纸带中：(1)当Δx无偏差时，用Δx＝aT2求解．(2)当Δx有偏差时，用逐差法求解．①若为偶数段，假设为6段，则(3)利用v－t图象的斜率求解．例如，求出A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度，画出如图3所示的v－t图线，图线的斜率表示加速度的大小．六、实验注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手按住．3．先断开电

5、源，再取下纸带．4．如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒．6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器)．7．不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与第0个计数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3、….读数时应估读到毫米的下一位．8．尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：(1)细绳尽可能与板面保持平行；(2)滑轮和车轮灵活；(3)长

6、木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致．特别提醒：只有保证小车实际是做匀加速直线运动，测量的加速度大小才是真实的．所以安装调节细绳与板面平行，保证小车运动时不从木板一侧偏下来；滑轮、车轮灵活，就可尽可能保证加速度不变；适当增加钩码重力也可相对减小各种摩擦的影响，满足实验条件．七、实验误差来源与分析1．小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．2．纸带运动时打点不稳定引起测量误差．3．纸带上计数点间距离测量带来偶然误差(如距离较小时的测量误差)．4．计数点间距离测量应从所标出

7、的0、1、2、3、…中的0点开始，分别测出0～1、0～2、0～3、…之间的距离，然后计算0～1、1～2、2～3、…间的距离分别表示为x1、x2、x3、…，这样可以减小因测量带来的偶然误差．5．小车运动受摩擦力变化产生误差．6．数据处理时，有两种方法：比较两种方法，方法1只用了x1、x6两个数据，而方法2用了6个数据，前者误差大．【例1】在使用打点计时器时()A．应先接通电源，再使纸带运动B．应先使纸带运动，再接通电源C．在使纸带运动的同时接通电源D．先使纸带运动或先接通电源都可以解析：先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的点子更多，纸带

8、利用率更高；另外，在纸带运动较快的情况下，如果先释放纸带后接通电源，可能造成纸带上无点的情况．答案：A►变式1：一同学用打点计时器做测匀变速直线运动加速度的实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如