实验研究匀变速直线运动.doc

§1.9实验：研究匀变速直线运动一、实验目的：测定匀变速直线运动的加速度二、实验原理在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清楚的点开始，每五个打印点取一个计数点，分别表明0、1、2、3 …，已知每两个相邻计数点之间的时间间隔均为T，测得计数点之间的距离如图所示0x1123456x2x3x4x5x61．求物体在计数点1、2、3、4、5位置时的速度v1、v2、v3、v4、v5： 2．用逐差法求加速度：x4－x1=（x4―x3）+（x3―x2）+（x2―x1）=3a1T2 x5－x2= a2=x6－x3= a3=t/sv/m·s-1Ov0注：若x2―x1= x3―x2= x4―x3= … = xn―xn-1=aT2 为恒量，则物体做匀变速直线运动3．v—t图象法求加速度：（1）求出v1、v2、v3、v4、v5…；（2）在v—t坐标系中作出v—t图；（3）v—t图线的斜率Δv/Δt=加速度a。

注意不能直接在直线上选取一点，由v/t得出加速度）三、实验中应注意的问题：1．电磁式打点计时器的工作电压为4~6V，电火花式打点计时器的工作电压为220V二者使用的都是交流电的计时仪器，它们频率都是50Hz，每隔0.02s打一个点．实验不需要停表计时2．实验时应先接通电源，等打点稳定后，再释放小车．3．为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)．所以纸带上给出的第一个点，往往不是打点计时器打出的第一个点故不能直接应用x= at2/2、v=at计算练习】1．某同学利用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度．（1）使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是先 ，再 ．（2）在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，对于以下实验操作步骤，找出其中的错误和遗漏的步骤（遗漏步骤可编上序号G…）．A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器的一端后，放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电路C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔F．从所打的纸带中选取满意的纸带进行测量分析错误和遗漏：①__________________________________________________________；②__________________________________________________________；③__________________________________________________________.正确的步骤顺序为：__________________________________________.（3）实验中该同学从打出的若干纸带中选取一条纸带，如图所示，纸带上按时间顺序取为A、B、C、D四个计数点，每两个点之间还有四个点未画出．用尺子测得各点的距离为x1＝3.62 cm，x2＝4.75 cm，x3＝5.88 cm。

根据纸带数据可以判断小车在做匀加速直线运动，理由是________________________________2．某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A，第六个点下标明B，第十一个点下标明C，第十六个点下标明D，第二十一个点下标明E.测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC=14.56 cm，CD=11.15 cm，DE=13.73 cm，则打C点时小车的瞬时速度大小为= m/s，小车运动的加速度大小为________ m/s2，AB的距离应为________ cm.（保留三位有效数字）3．为验证牛顿第二定律的实验装置示意图如图图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用Δt表示设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2和s3a可用s1、s3和Δt表示为a=__________图为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况，由图可读出s1=__________mm，s3=__________由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

123456789101112s1s2s3cm4．某同学在“研究匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出O、A、B、C、D、E、F共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填在下面的横线上．（要求保留三位有效数字）vB＝________ m/s，vC＝______ m/s，vD＝________ m/s，vE＝________ m/s，vF＝_____ m/s.（2）以A点为计时零点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图所示的坐标纸上，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．3.624.385.205.996.807.62ABCDEFG单位：cmt/sv/m·s-100.10.20.30.40.50.30.40.50.60.70.80.9（3）根据第（2）问中画出的v－t图线，求出小车运动的加速度为________ m/s2保留两位有效数字)5．做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50 Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带．如图所示，每一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中．（1）仔细研究图，找出小车在相邻时间内位移存在的关系．（2）设Δt＝0.1 s，请画出该小车的v－t图象．（3）根据图象求其加速度．。