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1、一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康挠么螯c計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律二、實驗原理二、實驗原理1打點計時器打點計時器(1)作用：計時儀器，每隔作用：計時儀器，每隔0.02 s打一次點打一次點(2)工作條件工作條件 (3)紙帶上點的意義：紙帶上點的意義：表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置；表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置；通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況三、實驗器材三、實驗器材打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細繩、鉤碼、打點計時器、紙帶、一端附有定滑輪的長木板、小車、細
2、繩、鉤碼、刻度尺、電源刻度尺、電源四、實驗步驟四、實驗步驟1把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路2把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面，調(diào)節(jié)滑輪的把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面，調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細繩與平板平行實驗裝置見下圖，放手后，看小車能否在木高度，使細繩與平板平行實驗裝置見下圖，
3、放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行板上平穩(wěn)地加速滑行3把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，換上新紙帶，重復三次帶，重復三次4從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標明個計數(shù)點，確定好計
4、數(shù)始點，并標明0、1、2、3、4，測量各計數(shù)點，測量各計數(shù)點到到0點的距離點的距離x，并記錄填入表中，并記錄填入表中.5.計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離x1、x2、x36利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填入上面的表格中的瞬時速度，填入上面的表格中7增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗五、數(shù)據(jù)處理及實驗結(jié)論五、數(shù)據(jù)處理及實驗結(jié)論1由實驗數(shù)據(jù)得出由實驗數(shù)據(jù)得出vt圖象圖象(1)根據(jù)表格中的根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐
5、標系數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系 中仔細描點，如圖所示，對于每次實驗，描出的中仔細描點，如圖所示，對于每次實驗，描出的 幾個點都大致落在一條直線上幾個點都大致落在一條直線上(2)作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實驗不到直線上的點，應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實驗的的vt圖象，它是一條傾斜的直線圖象，它是一條傾斜的直線2由實驗得出的由實驗得出的vt圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的圖象進一步得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律規(guī)律有兩條途徑進行分析：有
6、兩條途徑進行分析：(1)小車運動的小車運動的vt圖象是一條傾斜的直線，圖象是一條傾斜的直線， 如圖所示，當時間增加相同的值如圖所示，當時間增加相同的值t，速度也，速度也 會增加相同的值會增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車的，由此得出結(jié)論：小車的 速度隨時間均勻變化速度隨時間均勻變化(2)既然小車的既然小車的vt圖象是一條傾斜的直線，那么圖象是一條傾斜的直線，那么v隨隨t變化的函數(shù)關(guān)變化的函數(shù)關(guān)系式為系式為vktb，所以小車的速度隨時間均勻變化，所以小車的速度隨時間均勻變化六、注意事項六、注意事項1交流電源的電壓及頻率要符合要求交流電源的電壓及頻率要符合要求2實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，
7、必要時要調(diào)節(jié)振針的高度和實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調(diào)節(jié)振針的高度和更換復寫紙更換復寫紙3開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器4先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當小車停止運動時及時斷開電源開電源5要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達滑輪前及時用手按住要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達滑輪前及時用手按住它它6牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差
8、別，從而使誤差增大，加速度的或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜7要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s.8要多測幾組，盡量減小誤差要多測幾組，盡量減小誤差9描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點時最好用坐標紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，用細鉛筆認真描點描點七、誤差分析七、
9、誤差分析1紙帶運動時摩擦不均勻，打點不穩(wěn)定引起測量誤差紙帶運動時摩擦不均勻，打點不穩(wěn)定引起測量誤差2紙帶上計數(shù)點間距測量有偶然誤差紙帶上計數(shù)點間距測量有偶然誤差八、實驗改進八、實驗改進物塊帶動小車做加速運動時，因受軌道物塊帶動小車做加速運動時，因受軌道等各方面的影響，致使小車加速度不恒定等各方面的影響，致使小車加速度不恒定，即小車不真正做勻加速直線運動，若采，即小車不真正做勻加速直線運動，若采用如圖所示裝置則可避免將包有白紙的用如圖所示裝置則可避免將包有白紙的總質(zhì)量為總質(zhì)量為m的圓柱金屬棒替代紙帶和重物，的圓柱金屬棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之勻速蘸有顏料的毛筆固定在馬達上
10、并隨之勻速轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器當燒斷掛圓轉(zhuǎn)動，使之替代打點計時器當燒斷掛圓柱的線后，所示圓柱金屬棒豎直自由落下柱的線后，所示圓柱金屬棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱金屬棒面的紙上畫出記號，毛筆就在圓柱金屬棒面的紙上畫出記號，得到對應(yīng)的紙帶，如圖所示，得到對應(yīng)的紙帶，如圖所示測出在同一條豎直線上各相鄰的兩條畫線之間的間隔測出在同一條豎直線上各相鄰的兩條畫線之間的間隔x1、x2、x3、，利用逐差法利用逐差法xaT 2，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)動的周期，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)動的周期T，即可求出金屬棒下落，即可求出金屬棒下落的加速度的加速度a.實驗原理和實驗誤差實驗原理和實驗誤差 例例1某同學用圖甲所示裝置測量重力加速度
11、某同學用圖甲所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為，所用交流電頻率為50 Hz.在所選紙帶上取某點為在所選紙帶上取某點為0號計數(shù)點，然后每隔兩個計時點取一個號計數(shù)點，然后每隔兩個計時點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖乙所示計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標記符號如圖乙所示答案答案x1、x6x1、x2、x3、x4、x5、x6B偶然阻力的存在、交偶然阻力的存在、交流電頻率不穩(wěn)定等流電頻率不穩(wěn)定等實驗數(shù)據(jù)的處理實驗數(shù)據(jù)的處理 例例2利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度一斜利用如圖所示的裝置可測量滑塊在斜面上運動的加速度一斜面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光
12、電面上安裝有兩個光電門，其中光電門乙固定在斜面上靠近底端處，光電門甲的位置可移動當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光門甲的位置可移動當一帶有遮光片的滑塊自斜面上滑下時，與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間電門都相連的計時器可以顯示出遮光片從光電門甲至乙所用的時間t.改改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使滑塊從同一點由靜止開始下滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離滑，并用米尺測量甲、乙之間的距離x，記下相應(yīng)的，記下相應(yīng)的t值，所得數(shù)據(jù)如下值，所得數(shù)據(jù)如下表所示表所示完成下列填空和作圖：完成下列填空
13、和作圖：(1)若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小若滑塊所受摩擦力為一常量，滑塊加速度的大小a、滑塊經(jīng)過光電、滑塊經(jīng)過光電門乙時的瞬時速度門乙時的瞬時速度vt、測量值、測量值x和和t四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是四個物理量之間所滿足的關(guān)系式是_；例例3某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來測量勻加速直線運動某實驗小組利用如圖甲所示的實驗裝置來測量勻加速直線運動的加速度滑塊上的左右端各有一個完全一樣的遮光板若光線被遮的加速度滑塊上的左右端各有一個完全一樣的遮光板若光線被遮光板遮擋，光電傳感器會輸出高電平滑塊在細線的牽引下向左加速光板遮擋，光電傳感器會輸出高電平滑塊在細線的牽引下向左加速運動，
14、遮光板運動，遮光板1、2分別經(jīng)過光電傳感器時，通過計算機可以得到如圖分別經(jīng)過光電傳感器時，通過計算機可以得到如圖乙所示的電平隨時間變化的圖象乙所示的電平隨時間變化的圖象(1)實驗前，接通氣源，將滑塊實驗前，接通氣源，將滑塊(不掛鉤碼不掛鉤碼)置于氣墊導軌上，輕推滑置于氣墊導軌上，輕推滑塊，則圖乙中的塊，則圖乙中的t1、t2、t3、t4間滿足關(guān)系間滿足關(guān)系_，則說明氣墊導軌已，則說明氣墊導軌已經(jīng)水平經(jīng)水平(2)如圖丙所示，用游標卡尺測量遮光板的寬度如圖丙所示，用游標卡尺測量遮光板的寬度d，掛上鉤碼后，將滑，掛上鉤碼后，將滑塊由如圖甲所示位置釋放，通過光電傳感器和計算機得到的圖象如圖塊由如圖甲所示位置釋放，通過光電傳感器和計算機得到的圖象如圖乙所示，若乙所示，若t1、t2、t3、t4和和d已知，則遮光板已知，則遮光板1和遮光板和遮光板2在經(jīng)過光電傳在經(jīng)過光電傳感器過程中的平均速度分別為感器過程中的平均速度分別為_、_(用已知量的字母表用已知量的字母表示示)(3)在在(2)情況下，滑塊運動的加速度情況下，滑塊運動的加速度a _(用已知量的字母表示用已知量的字母表示)
高考物理一輪復習要點提示 第1講 實驗 研究勻變速直線運動課件
