實驗四用紙帶法測定勻變速直線運動加速度

1、實驗四 用紙帶法測定勻變速直線運動加速度知識要點回顧一、練習(xí)使用打點計時器1實驗原理：電磁打點計時器是一種使用低壓交流電源的計時儀器，它的工作電壓是46V，電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點如果運動物體帶動的紙帶通過打點計時器，在紙帶上打下的點就記錄了物體運動的時間，紙帶上的點也相應(yīng)地表示出了運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點子之間的間隔，就可以了解在不同時間里，物體發(fā)生的位移和速度的大小及其變化，從而了解物體運動的情況2實驗器材：圖41電磁打點計時器以及紙帶、復(fù)寫紙片；兩根導(dǎo)線；低壓交流電源；刻度尺(如圖41)1接線柱；2線圈；3振片；4永久磁鐵；5振針；6限位孔；7復(fù)寫紙片

2、；8定位軸；9紙帶3實驗步驟：(1)把打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過打點計時器，把復(fù)寫紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面(2)在打點計時器的兩個接線柱上分別接上導(dǎo)線，兩根導(dǎo)線的另外一端分別接到低壓交流電源(46V的交流電)的兩個接線柱上(3)打開電源開關(guān)，用手水平地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點(4)取下紙帶，從能看得清的點數(shù)起，如果共有N個點，那么，點子的間隔數(shù)為N-1個，用t=0.02s×(N-1)計算，這段紙帶記錄的時間是多長(5)用刻度尺測量一下，從開始計時的點起到最后一個點間的距離s是多少(6)利用公式=St計算一下紙帶運動的平均速度(7)在紙帶上打出連續(xù)的6個點，分別標

3、上記號0，1，2，3，4，5相鄰的兩個點間的距離為Sl，S2，S3，S4，S5，各有多長，看它們是否相等S1=S2=S3=S4=S5=S6，則拉動紙帶做勻速直線運動，若不相等則做變速直線運動說明：(一)注意事項(1)使用電火花計時器時，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面(2)使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶(3)釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置(二)打點紙帶的數(shù)據(jù)處理對打上點的紙帶進行數(shù)據(jù)處理，目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運動情況設(shè)打點計時器打點的時間間隔為T，那么紙帶

4、上相鄰兩個點所表示的時間間隔就是T如果數(shù)出紙帶上一系列點的總數(shù)為N，則打這些點所用的總時間為t=(N-1) T如果測出這N個點之間的總距離s，則t時間內(nèi)紙帶運動的平均速度為如果紙帶做勻速直線運動，此式計算出來的就是紙帶的運動速度【例1】圖42是某同學(xué)做“練習(xí)使用打點計時器”實驗時所打紙帶與對應(yīng)刻度尺的位置請完成紙帶的測量，填好并完成下表的計算圖42 測量點AB間BC間CD間 距離(cm)平均速度(ms) 測量點DE間EF間FG間 距離(cm)平均速度(ms)解析：測出各計時點間位移的大小分別為：0.60cm，0.80cm，1.10cm，1.10cm，0.80cm和0.40cm由=st算出各計時

5、點間紙帶運動的平均速度分別為：0.30ms，0.40ms，0.55ms，0.55ms，0.40ms和0.20ms二、測定勻變速直線運動的加速度1實驗?zāi)康?1)掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法(2)測定勻變速直線運動的加速度2實驗原理測定物體做勻變速直線運動最基本的是測出位移和時間的關(guān)系，運用勻變速直線運動的規(guī)律，對紙帶數(shù)據(jù)進行處理.關(guān)于紙帶的計算(1)“位移差”法判斷運動情況，設(shè)相鄰點之間的位移分別為s1、s2、s3若s2-sl=s3-s2=sn-sn-l=0，則物體做勻速直線運動若s2-sl=s3-s2=sn-sn-1=s0，則物體做勻變速直線運動(2)“逐差法”求加速度即 ，然后取平

6、均值，即，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準確性(3)“平均速度法”求速度，即n=(sn+sn+1)2T，如圖3所示圖43(4)“圖象法”求加速度，即由n=(sn+sn+1)2T，求出無數(shù)個點的速度，畫出t圖像，直線的斜率即加速度3實驗步驟圖44(1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路；再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實驗裝置見圖44(2)把小車停在靠近打點計時器處，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

7、紙帶，重復(fù)三次(3)從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點，并把每打五個點的時間作為時間的單位，即T=0.02×5s=0.1s，在選好的開始點下面記作0，第六點作為記數(shù)點1，依此標出計數(shù)點2、3、4、5、6兩相鄰計數(shù)點間的距離用刻度尺測出分別記作：s1、s2、s6(4)根據(jù)測量結(jié)果和前面計算公式，計算出a1、a2、a3的值，求出a的平均值，它就是小車做勻變速運動的加速度4注意事項(1)要在鉤碼(或砂桶)落地處放置軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼；(2)要在小車到達滑輪前用手按它或放置泡沫塑料擋塊，防止車掉在地上或撞壞滑輪；(3)小車的加速度

8、宜適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出78個計數(shù)點為宜；(4)紙帶運動時不要讓紙帶與打點計時器的限位孔摩擦能力訓(xùn)練1根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們不用計算就能直接得到的物理量是 ( ) A時間間隔 B位移 C加速度 D平均速度2在用打點計時器研究勻變速直線運動的實驗中，造成各種連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移之差不是一個恒量的主要原因是 ( )A長度測量不精確B打點間隔不均勻C運動中受摩擦力作用D木板未調(diào)成水平3在用打點計時器研究勻變速直線運動性質(zhì)的實驗中，在下列可供選擇的器材中將需要選用的器材代號填在橫線上 A打點計時器 B天平 C低壓交流電源 D低壓直流電

9、源 E紙帶 F小車與鉤碼 G秒表 H長木板(一端帶有定滑輪) I刻度尺 J彈簧測力計 K砝碼 L導(dǎo)線4對“測定勻變速直線運動的加速度”實驗，給出了下列實驗步驟(可能會有不必要的步驟)，請按合理的操作順序，把必要的實驗步驟的順序號填在橫線上 A拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，先接通電源，后放開紙帶 B將打點計時器固定在長板上，并接好電路，將長木板平放在桌面上 C把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪，下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼 D斷開電源，取下紙帶 E將長板的末端抬高，輕推小車，使小車能在長木板上勻速運動 F將紙帶穿過打點計時器的限位孔，并把紙帶的一端固定在小車尾部 G換上新紙帶，再重做三次5某小車做變速直線運動時： (1)在實驗紙帶上選取若干計數(shù)點，其計數(shù)周期為T，小車在任意兩個連續(xù)計數(shù)周期里位移差均s，則小車做 運動，加速度a= (2)某次實驗紙帶記錄如圖45所示，根據(jù)圖中標出的數(shù)據(jù)，可以判定物體做 運動圖中從A點開始，每打5個點取一個計數(shù)