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1、2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律班级 姓名 学号学习目标：1. 了解打点计时器的构造、原理和使用方法。2. 学会使用打了点的纸带研究物体的运动情况。3. 掌握 S=aT2的物理含义，知道怎样判断一个直线运动是否为匀变速直线运动。4. 知道怎样利用匀变速运动的规律求某点的瞬时速度。5. 理解和掌握通过打点纸带用逐差法、v-t图象求匀变速直线运动的加速度。学习重点：1. 打点计时器的的使用。2. 纸带上数据的处理。学习难点：对纸带的处理。主要内容：一、练习使用打点计时器1. 实验原理电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它的工作电压是46V，电源 频率是50Hz，它每隔0. 02s打
2、一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出 小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当电源频率为50Hz时，它每 隔0. 02s打一次点。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动 的时间，纸带上的点子也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上 点子之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变 化，从而了解物体运动的情况。2. 注意事项 打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应 调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。 使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。 释放物
3、体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。二、研究匀变速直线运动1. 实验目的 进一步熟悉怎样使用打点计时器。 测定匀变速直线运动的加速度。2. 实验原理 理解和推得，二aT2 用逐差法求加速度：设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等 时间T内的位移分别是斗S2、S3，则有Sz-SjSfnfjKaT2, 由上式可以得到：SS1= S5-S2= S6- S3 =3aT2,所以，测出各段位移Ss2、s 用逐差法求出 a = (S-S ) /3T2, a= (
4、S-S ) /3aT2, a = (S - S ) /3aT2。3141252363再由al、a2、a3算出平均值a，就是所要测的加速度。 v-t图象法求加速度3. 注意事项(1) 钩码的质量适当大一些，使绳对小车的拉力始终远大于小车所受的摩擦力，保 证外力基本恒定。(2) 调整滑轮架的角度，使小车的拉绳与长木板板面平行。(3) 开始时，应将小车位置摆正，使纸带与拉绳的方向一致，且不与打点计时器的 限位孔边相摩擦。(4) 先启动打点计时器，再释放小车，小车行至终点时切断电源或脉冲输出开关。(5) 要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞。(6) 选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点子密
5、集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。4. 实验步骤(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，细绳跨过滑轮，下边挂上台适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面。实验装置见图。(3) 把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复实验三次。(4) 从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地 方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时 间的单位，也就是T
6、=0. 02X5=0. 1s，在选好的开始 点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点 下面标明2,在第十六点下面标明3标明的点 0，1，2，3叫做记数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，S2，S3(5) 测出六段位移S1，S2，S3，S6的长度，把测量结果填入表中。根据测量结果，利用前面的公式，计算出气、气、气的值，注意T=0. 02X5=ls。(7) 求出气、气、气的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。【例一】用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，造成各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是()A. 长度测量不精确B.打点间隔不均匀C.运动中受摩擦力作用 D.木
7、板未调成水平【例二】在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列列举的措施中，哪些是有益的？A. 使小车运动的加速度尽量小一些B. 适当增加挂在细绳下的钩码个数C. 在同样条件，打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算;D. 舍去纸带上密集的点，然后选取计数点，进行计算。【例三】如图是小车在斜面上滑动时，通过计时器所得的一条纸带，测得各段长度 为 OA=6. 05 厘米，0B=13. 18 厘米，0C=21. 40 厘米，OD=30. 7 厘米， 0E=41. 10厘米，OF=52. 58厘米，根据这些数据，可判断小车做运动，判断依据是：。仰m p !
8、?【例四】测定匀变速直线运动的加速度的实验中，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50赫兹。如图为做匀变速直线运动的小车带动的 纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出。按时间顺序 0、1、2、3、4、5六个点用尺量出1、2、3、4、5点到O点的距离分别是: （单位：厘米）8. 78 16. 08 21. 87 26. 16 28. 94由此得出小车加速 度的大小为 米/秒2,方向。课堂训练:1. 电磁打点计时器是一种使用（交流?直流?）电源的 仪器，它的工作电压是 伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔 s打一次点。2. 根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带
9、上直接得到的物理量是（）A. 时间间隔 B.位移c.加速度 D.平均速度。3. 下列有关小车运动情况的说法中，哪些是正确的？（）A. 小车在任意两个连续相等的对间里的位移相等，小车的运动一定是匀加速运动；B. 若小车做匀加速直线运动，则它在任意两个连续相等时间里的位移之差，一定 相等：C. 若小车做匀加速直线运动，则它在任意两个连续相等时间里的位移之差不断增 大：D. 若小车通过任意两个连续相等的位移的时间之差相等，则小车做的是匀变速直 线运动。4. 某同学在用打点计时器测定匀变速直线运动的加速户a B c 度时，得到了如图所示的纸带，他舍弃密集点后，c 从0点开始每隔两个点取一个计数点?则每
10、两个计数点的时间间隔 S,测得OA=3. 20厘米，DE=9. 27厘米，则物体运动的加速度为 米/秒2。课后作业：1. 关于计数点的下列说法中，哪些是正确的？（）A. 用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差：B. 相邻计数点间的时间间隔戍是相等的；C. 相邻计数点间的距离麻当是相等的；D. 计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等。2. 本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有（）A. 每隔四个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0. 10秒；B. 每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O. 08秒：C. 每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时
11、间间隔为0. 08秒；D. 每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 10秒：E. 每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 08秒。3. 接通电源与让纸带（随物体）开始运动，这两个操作的时间关系应当是：（）A.先接通电源，后释放纸带：B.先释放纸带，后接通电源；C.释放纸带的同时接通电源；D.先接通电源或先释放纸带都可以。4. 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕 说法中，哪些是正确的?A.点痕记录了物体运动的时间：B，点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；C.点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状；D. 纸带上点痕的分
12、布情况，反映物体的运动情况。5. 打点计时器振针打点的周期，决定于:A.交流电压的高低；B.交流电的频率;C.永久磁铁的磁性强弱；D.振针与复写纸的距离。6. 采取下列哪些措施，有利于减少纸带受到摩擦而产生的误差？()A改用直流6伏电源；B.电源电压越低越好；C.用平整的纸带，不用皱折的纸带；D.纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜。7. 如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计 时器得剑的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕 的分布情况可以断定：纸带 是匀速通过打点计时器的，纸带 是越走越快的，纸带一一是先越走越快，后来又越走越慢。8. 若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通
13、过计时器，历时 s，位移为 米，这段时间内纸带运动的平均速度是m/s。BC段的平均速度是m/s，而AD段的平均速度是 m/s。9. 在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器在纸带上打出了一系列的点，其中a、b、 c、d，e、f、g、h是连续的8个点。若选a点为第1计数点，将刻度尺的零刻度对准 点 a 时，可测得 ab=O. 9cm，ac=2cm， ad=3. 3cm，ae=4. 8cm，水 6. 5cm，ag=8. 4cm， ah=10. 5cm，因为，所以物体的运动是匀加速直线运动.若打点计时器每打相 邻两点的时间间隔为O.02s，则b点的瞬时速度为，g点的瞬时速度为， 物体运动的加速度为。+ 5 甲乙
