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1、9、测定匀变速直线运动的加速度,练习使用打点计时器,两种打点计时器：,1、电磁打点计时器,（1）构造,（2）原理,练习使用打点计时器,两种打点计时器：,1、电磁打点计时器,电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为46V，当电源的频率是50HZ时，它每隔0.02s打一次点。,练习使用打点计时器,两种打点计时器：,2、电火花计时器,电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为220V，当电源的频率是50HZ时，它每隔0.02s打一次点。,1、实验目的：,测定匀变速直线运动的加速度,（2）能根据纸带计算物体匀变速直线运动的加速度,（1）学会使用打点计时器,2、实验原理（图象法）
2、：,匀变速直线运动的速度图象是一条直线，其“斜率”表示加速度。,3、实验器材：,测定匀变速直线运动的加速度,打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码。,3、实验步骤：,测定匀变速直线运动的加速度,（1）把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） 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边拴上合适的钩码.调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行.,3、实验步骤：,测定匀变速直线运动的加速度,（3） 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、实验步骤：,测定匀变速直线运动
3、的加速度,3、实验步骤：,测定匀变速直线运动的加速度,（4） 把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，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.,3、数据处理：,测定匀变速直线运动的加速度,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子，在后边便于测量的地方找一个开始点。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=0.025=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
4、相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3,3、数据处理：,测定匀变速直线运动的加速度,例、在研究匀变速直线运动的实验中，得到如下纸带：,由 各计数点的速度填入下表：,3、数据处理：,测定匀变速直线运动的加速度,根据数据描点，画一条直线，让直线尽可能地通过较多的点，没在直线上的点均分在两侧。,3、数据处理：,测定匀变速直线运动的加速度,在图象上任取两点利用其坐标值求出斜率即物体的加速度。,补充：逐差法,设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是x1、x2、x3则有:,x=x2-x1=x3-x2=x-x3=aT2,可得: x-x1=(x-x3)+(x3-x2)+(x2
5、-x1)=3aT2,同理有 x5-x2=x-x3=3aT2,所以，测出各段位移x1、x2即可求出,再由a1、a2算出平均值,即为所要测的加速度。,隔项表达式:,分组表达式:,形式不同，实质统一,相邻逐差法的缺陷,等效为x=x6x1=5aT2求解 相邻逐差发不能充分利用实验数据，偶然误差大，而分组隔项逐差法能充分利用实验数据，减小偶然误差。,1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 2应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车 3取下纸带前，先断开电源 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，弄清楚所选
6、的时间间隔T等于多少秒,注意事项：,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 7不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位 8要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T0.025 s0.1 s. 9在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内,注意事项：,1使用电磁打点计时器测物体的运动速度，多处摩擦会影响物体的运动，如纸带与振针间的摩擦、纸带与限位孔间的摩擦使用电火花计时器就可较好地减小这些摩擦 2所使用
7、的电源频率不稳定，导致计时误差 3纸带上计数点间距离的测量带来偶然误差 4长木板各处的粗糙程度并非完全相同 5用作图法，作出的vt图线并非是一条直线,误差分析：,例1：在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。,由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4_ms，小车的加速度大小a_ms2。,解析:,T=0.025=0.1 s,(1) 第四个
8、记数点在3到5的中间时刻,根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度,v4=0.405m/s,x1=d1=1.40cm x2=d2d1=(3.551.40) cm=2.15cm x3=d3d2=(6.453.55) cm=2.90cm x4=d4d3=(10.156.45) cm=3.70cm x5=d5d4=(14.5510.15) cm=4.40cm x6=d6d5=(19.7014.55) cm=5.15cm,解析:,T=0.025=0.1 s,x1=d1=1.40cm x2=d2d1=(3.551.40) cm=2.15cm x3=d3d2=(6.453.55) cm=2.90cm x4
9、=d4d3=(10.156.45) cm=3.70cm x5=d5d4=(14.5510.15) cm=4.40cm x6=d6d5=(19.7014.55) cm=5.15cm,解析:,T=0.025=0.1 s,同理:,例2.为了测定汽车在平直公路上启动时的加速度，某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆光的照片，如图示，如果拍摄时每隔2秒爆光一次，汽车车身总长4.5米，那么这辆汽车的加速度约为 A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2,例3.电磁打点计时器是一种使用_（填“高”或“低”）压交流电源的计时仪器；若电源的频率为50z，实验者在处理实验数据时，将
10、每隔4个点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为_；如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为小于50z，这样计算出的加速度值与真实值相比是_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。,低,0.1,偏大（频率变小，则周期变大，由,可知a变小，若仍然按T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏大）。,例4在用打点计时器研究匀变速直线运动时，如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量，其主要原因是 A长度测量不精确 B打点计时器打点的间隔不均匀 C运动中受到变化的摩擦力作用 D木板未调成水平,C,例5. 如图所示的部分纸带记录了“测定匀变速直线运动的加速度”实验中实
11、验小车匀加速运动的情况，已知小车运动的加速度a=1.00m/s2，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，AB11.0cm，BC=15.0cm，CD19.0cm，则A与B之间的时间间隔为T= s，当打点计时器打C点时小车的速度是vc= m/s,所以T=0.2s,即: =0.2s,s.,m/s=0.85m/s.,例6 用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图电源的频率为50Hz，从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点，用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm，E、F两点间距离S2=5.64cm，试写出用S1、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=_，代入数据求出g=_,例7. 某次研究匀变速直线运动的实验中，用打点计时器打出小车带动的纸带 如图，相邻计数点间的距离分别用S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示，计数 点间的时间间隔用T表示，则如下计算小车加速度大小的式子中正确的 是 A(S6-S1)/(5T2) B(S3+S4-S1-S2)/(2T2) C(S5-S2)/(3T2) D(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/(3T2),AC,
