9測定勻變速直線運動的加速度

2)會安裝打點計時器，使用打點計時器和毫米刻度尺測勻變速直線運動的加速度．

1)了解打點計時器的原理，理解紙帶中包含物體運動的信息（時間、位移）。

3)通過紙帶處理記牢勻變速直線運動的判別式，知道測量誤差和有效數字．實驗基礎·探索拓思維一、實驗目的1.進一步練習使用打點計時器.2.會利用平均速度求瞬時加速度.3.會利用v-t圖像處理實驗數據,并據此判斷物體的運動性質.4.能根據實驗數據求加速度.二、實驗原理如圖所示，小車在鉤碼的牽引下所做的運動可以認為是勻變速直線運動，對打點計時器打出的紙帶進行如下兩種處理:1.用直尺測量出連續相等時間內的位移,計算出Δx,代入Δx=aT2,求出加速度a.2.利用紙帶上記錄的信息,計算出各計數點對應的速度,通過描點、連線,作出v-t圖像,求出v-t圖線的斜率即得加速度a.三、實驗器材電磁打點計時器（或者電火花計時器）、紙帶、交流電源、小車、細繩、一端固定有滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼.

四、實驗步驟1.如圖1-9-3所示，把一端裝有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路.2.把細繩拴在小車上，并在另一端掛上適當的鉤碼，使之跨過定滑輪，調整裝置，使小車能在長木板上平穩地加速滑行.3.把紙帶穿過打點計時器并將其一端固定在小車的后面.4.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動.于是，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點.換上新紙帶，重復實驗三次.五、數據處理1.表格法(1)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點,作為計數始點,以后依次每五個點取一個計數點,并標明0、1、2、3、4…測量各計數點到0點的距離x,并記錄填入表中,如圖所示.位置編號012345時間t/sx/mv/(m·s-1)(2)分別計算出與所求點相鄰的兩計數點之間的距離Δx1、Δx2、Δx3….(3)計算平均速度,用平均速度代替相關計數點的瞬時速度,填入上面的表格中.(4)根據表格中的數據,分析速度隨時間怎么變化.(2)優點:逐差法求加速度的好處是各個數據都得到了利用,達到正、負偶然誤差充分抵消的作用,使計算結果更接近真實值.3.圖像法(1)在坐標紙上建立直角坐標系,橫軸表示時間,縱軸表示速度,并根據表格中的數據在坐標系中描點.(2)畫一條直線,讓這條直線通過盡可能多的點,不在線上的點均勻分布在直線的兩側,偏差比較大的點忽略不計.(3)觀察所得到的直線,分析物體的速度隨時間的變化規律.(4)據所畫v-t圖像求出其斜率,就是小車運動的加速度.六、誤差分析誤差產生原因減小方法系統長木板上各處粗糙程度不同,引起的摩擦不均勻使用粗糙程度均勻的長木板紙帶與振針和限位孔之間存在摩擦使用電火花打點計時器偶然紙帶上計數點間距離的測量不精確多測量幾次求平均值用作圖法描點時不準確,作出的v-t圖像并非一條直線個別偏離直線較遠的點直接舍去,大多數點分布在直線上或直線兩側七、注意事項1.開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器.2.先接通電源,等打點穩定后,再釋放小車.3.打點完畢,立即斷開電源.4.選取一條點跡清晰的紙帶,適當舍棄點密集部分,適當選取計數點(注意計數點與計時點的區別),弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒.5.要防止鉤碼落地,避免小車跟滑輪相碰,在小車到達滑輪前及時用手按住.6.要區分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數點,一般在紙帶上每隔4個點取一個計數點,即時間間隔為t=0.02×5s=0.1s.7.在坐標紙上畫v-t圖像時,注意坐標軸單位長度的選取,應使圖像盡量分布在較大的坐標平面內.測定勻變速直線運動加速度實驗典例研習·模擬提素養類型一實驗原理及操作

【典例1】在研究勻變速直線運動的實驗中,某同學操作以下實驗步驟,其中錯誤或遺漏的步驟有(遺漏步驟可編上序號G、H……)A.拉住紙帶,將小車移至靠近打點計時器處放開紙帶,再接通電源B.將打點計時器固定在平板上,并接好電路C.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼D.取下紙帶E.將平板一端抬高,輕推小車,使小車能在平板上做勻速運動F.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔(1)所列步驟中有錯誤的是:

.(2)遺漏的步驟:

.

(3)將以上步驟完善后寫出合理的步驟順序:

.

解析:(1)步驟A中應先通電,再放紙帶,順序不能顛倒;D中取下紙帶前應先斷開電源;E中操作時應不掛鉤碼.(2)遺漏的步驟G:換上新紙帶,重復實驗三次.(3)步驟完善后,合理的實驗步驟順序為:BEFCADGBEFCADGA中應先通電,再放紙帶;D中取下紙帶前應先斷開電源;E中操作時應不掛鉤碼G.換上新紙帶,重復實驗三次類型二實驗數據的處理

【典例2】(2015衡水中學高一期中)如圖所示是在做“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗中,某同學得到的一條紙帶.實驗使用的是電火花打點計時器(使用的交流電頻率為50Hz).取計數點A、B、C、D、E、F、G,每相鄰計數點還有4個實驗點(圖中未畫出),用刻度尺測量出各相鄰計數點間的距離分別為AB=1.5cm,BC=3.90cm,CD=6.20cm,DE=8.60cm,EF=11.00cm,FG=13.50cm.(1)打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小vD=

m/s;

(2)小車運動的加速度大小a=

m/s2.

(結果保留2位有效數字)思路點撥:

(1)D點對應的