湖南省临湘一中2012届高中物理一轮复习 第1章 第4讲 实验：研究匀变速直线运动学案 新人教版必修1.doc

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1、第四讲　实验：研究匀变速直线运动实验目的：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、使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度.实验原理：匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里△s＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3=……=.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，，导线，电源，钩码，细绳1.实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有△s＝s2－s1＝s3－s2＝s4－

2、s3＝……＝aT2由上式还可得到s4－s1＝（s4－s3)＋(s3－s2)＋(s2－s1)＝3aT2同理有s5－s2＝s6－s3＝……＝3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度．2.纸带处理从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、…（或者说每隔4个点取一个记数点），这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计

3、数点间的距离s1、s2、s3…t/s0T2T3T4T5T6Tv/(ms-1)图1-4-13.利用s1、s2、s3…可以计算相邻相等时间内的位移差s2－s1、s3－s2、s4－s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。4.利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如　5.利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则.②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如.③利用v—t图象求a：求出A、B、C、D、E

4、、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，如图1-4-1图线的斜率就是加速度a.6.实验步骤（1）按教材所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸处桌面。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，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器，并把纸带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，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列小点。换上新纸带，重复实验三次.s1s2s3ABC　　D图1-4-2（4）从三条纸

5、带中选择一条比较理想的，如图1-4-2舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点.4用心爱心专心为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s.在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示.两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中.（

6、6）根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s．求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度.2345678图1-4-33.263.654.044.424.815.22cm【例题】某同学利用打点计时器测量一个作匀变速直线运动物体的加速度，得到如图1-4-3所示的一条纸带，测得相邻计数点间的距离在纸带上已标出，已知打点计时器的周期为0.02s；请根据纸带记录的数据，计算①打计数点5时的瞬时速度v5=m/s；　　②该物体运动的加速度为m/s2.解析

7、：①匀变速直线运动在中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度；点5的时刻就是点4与点6之间这段运动的中间时刻，所以点5的瞬时速度等于这段运动的平均速度：；②用逐差法计算.答案：（1）2.12m/s；（2）9.72~9.78m/s2【变式训练】.实验装置如图1-4-4所示；一木块放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，木块右侧与打点计时器的纸带相连，在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图1-4-5给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点

8、，试根据给出的数据，求木块与木板间的摩擦因数μ。要求写出主要的运算过程，结果保留2位有效数字。（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力。取重力加速度g＝10m/s2）图1-4-4图1-4-5考能训练A基础达标1.如图1-4-6所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=