高中物理 第一章 運動的描述 9 測定勻變速直線運動的加速度實驗報告素材 教科版必修1（通用）

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1、9.測定勻變速直線運動的加速度 實驗?zāi)康模? 1、練習(xí)使用打點計時器，學(xué)會用打上點的紙帶研究物體的運動。 2、掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法。 3、測定勻變速直線運動的加速度。 實驗原理： 1、 打點計時器是一種使用交流電的計時儀器，它每隔0.02s打一次點，因此紙帶上的點子就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點子之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。 2、由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：如圖1所示，A、B、C、D、E為時間間隔相等的各計數(shù)點，s1、s2、s3、s4為相鄰計數(shù)點間的距離，若△s＝s2－s1＝s3?－s2＝…… ＝c(常數(shù))，即若連

2、續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移差是恒量，則與紙帶相連的物體的運動是勻變速直線運動。 3、由紙帶求物體加速度的方法： ⑴用逐差法求加速度：即根據(jù)s4－s1＝s５－s2＝s６－s3＝3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔），求出 ， ， ，在計算出其平均值即為物體運動的加速度。 ⑵用V-t圖像求物體的加速度：先根據(jù) 求出打第n點時紙帶的即時速度，然后做出V-t圖像，圖線的斜率就是物體運動的加速度。 實驗器材： 打點計時器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線。 實驗步驟： 1、把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計

3、時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 2、把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離。把紙帶傳過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面。 3、把小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下了一系列的點。取下紙帶，換上新紙帶，在重復(fù)實驗三次。 4、從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始的比較密集的點子，確定好計數(shù)始點，，標(biāo)明記數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量相鄰記數(shù)點間的距離，并把結(jié)果填入表中。用逐差法求出加速度，最后求其平均值。還可用圖像發(fā)求加速度：求出各點的即

4、時速度，做出v-t圖像，求出直線的斜率即為物體運動的加速度。 注意事項： 1、小車的加速度應(yīng)適當(dāng)?shù)拇笠唬阅茉诩垘祥L約為50㎝的范圍內(nèi)清楚的取7～8個計數(shù)點為宜。 2、要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞，打完點后及時斷開電源。 3、每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個位置，以保證打的點清楚。 4、應(yīng)區(qū)別打點計時器打的點與人為選取的計數(shù)點（每5個點選取一個計數(shù)點）。選取的計數(shù)點不少于6個。 5、不要分段測量位移，應(yīng)盡可能一次測量完畢，即統(tǒng)一測量各計數(shù)點到起點的距離。讀數(shù)時應(yīng)估讀出毫米的下一位。 課前練習(xí)題 1.?如圖7所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運動”實驗中，由打點計時器得到

5、表示小車運動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s，其中S1=7.05cm，S2=7.68 cm，S3=8.33 cm，S4=8.95 cm，S5=9.61 cm，S6=10.26cm，則A點處的瞬時速度大小是?m/s，小車運動的加速度計算表達式為?，加速度的大小是?m/s2（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 2.?在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點跟“0”計數(shù)點對

6、齊，由圖可以讀出三個計數(shù)點1、3、5跟0點的距離填入下列表格中. 距離 d1 d2 d3 測量值／cm 計算小車通過計數(shù)點“2”的瞬時速度為v2?=______ m/s.小車的加速度是a?=______ m/s2. 3.?某同學(xué)在“測勻變速直線運動的加速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點．其相鄰點間的距離如圖(1)所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10s． (1)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(要求保

7、留3位有效數(shù)字) VB VC VD VE VF 數(shù)值 (m/s) (2)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如圖所示的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線． (3)根據(jù)第(2)問中畫出的v－t圖線，求出小車運動的加速度 4.某學(xué)生用打點計時器研究小車的勻變速直線運動。他將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，實驗時得到一條紙帶。他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計時點，在這個點下標(biāo)明A，第六個點下標(biāo)明B，第十一個點下標(biāo)明C，第十六個點下標(biāo)明D，第二十一個點下標(biāo)明E。測量時發(fā)現(xiàn)B點已模糊不清，于是他測得AC長為14.

8、56cm、CD長為11.15cm，DE長為13.73cm，則打C點時小車的瞬時速度大小為_____ _m/s，小車運動的加速大小為______m/s2，AB的距離應(yīng)為_ ______cm。（保留三位有效數(shù)字） 5.?在測定勻變速直線運動的加速度的實驗中，使用打點計時器測量小車做勻變速直線運動的加速度，實驗得到的一條紙帶如下圖所示，0、1、2、3……是選用的計數(shù)點，每相鄰的計數(shù)點間還有3個打出的點沒有在圖上標(biāo)出。圖中還畫出了某次實驗將米尺靠在紙帶上進行測量的情況，讀出圖中所給的測量點的讀數(shù)分別是___、____、____和____。計算出物體的加速度的大小是_____m/s2?。 6

9、.?在“研究勻變速直線運動的規(guī)律”實驗中，小車拖紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，從中確定五個記數(shù)點，每相鄰兩個記數(shù)點間的時間間隔是0.1s，用米尺測量出的數(shù)據(jù)如圖12所示。則小車在C點的速度VC?=?m/s，小車運動的平均加速度 a =______________m/s2． 7.?圖是某同學(xué)用打點計時器研究小車做勻變速直線運動時得到的一條紙帶。圖中0.1.2.3.4.5.6是按打點的先后順序依次選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1s。測得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4= 2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm。那么,

10、在計時器打出點1兩點時，小車的速度為v1=?m/s?；計數(shù)點2.4對應(yīng)的時間間隔內(nèi)小車的平均速度為?m/s；由給出的數(shù)據(jù)可知，小車在做?運動（填“勻加速直線”或“勻減速直線”），小車的加速度的大小為：a＝?m/s2。 8.?圖是某同學(xué)測量某物體做勻變速直線運動物體的加速度時，挑選出的紙帶如圖所示。圖中A、B、C、D、E是按打點先后順序依次選取的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。計數(shù)點C對應(yīng)物體的瞬時速度為?m/s，整個運動過程中物體的加速度為?m/s2。 9.?一個同學(xué)做實驗時用打點計時器打出了一條紙帶，如圖所示。紙帶反映了一個小車做勻變速直線運動的情況。打點計時器工作時使用

11、的是?(填“交流”或“直流”)電源。利用這條紙帶可以計算出的物理量有?(至少填兩個)。 10.?在做“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實驗時，打點計時器應(yīng)接在低壓交流電源上。圖是某次實驗的紙帶，舍去前面比較密的點，從0點開始，每兩個連續(xù)的計數(shù)點間有四個打出的點未標(biāo)出，相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔T=0.1s，各計數(shù)點與0計數(shù)點之間的距離依次為S1=3.00 cm、S2=7.50cm、S3=13.50cm，則物體通過1計數(shù)點的速度表達式為___________，v1=___________m/s。 11.如圖8—7所示為接在頻率為50Hz的低壓交流電源的打點計時器在紙帶做勻加速直線運動

12、時打出的一條紙帶，圖中每隔5個點間隔所取的計數(shù)點，但第3個計數(shù)點未標(biāo)出，由圖中給出數(shù)據(jù)計算物體加速度a，第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離是___________厘米。（保留2位有效數(shù)字） 課前練習(xí)題答案 1.?① （0.86）；② （?）；③ （0.64）；每空3分. 2.?d1=1.20 cm?d2=5.40 cm?d3=12.00 cm?v2=0.21 m/s?a=0.60m/s2 3. (1)(平均速度等于中時刻的即時速度。答數(shù)見下表) VB VC VD VE VF 數(shù)值 (m/s) 0.400 0.479 0.560 0.640 0.721 (2)見答圖； (3)0.80(注：速度圖象的斜率是加速度。答案在0.82～0.78之間均可。 4.0.986，2.58，5.99 5. 10.00cm, 12.60cm 22.60cm 30.00cm 2.5m/s2 6. 1.90 2.00 7. 0.165，0.263，勻加速直線運動，0.496 8. 0.676，?1.57 9.?交流， 任一點的瞬時速度、加速度、平均速度 10. S2/2T；0.375 11.