第2節(jié)勻變速直線運動的實驗探究

復習：勻變速運動規(guī)律公式特點vt＝v0＋at不含s不含vtvt2－v02＝2as不含t不含a1、基本公式如何判斷物體的運動是不是勻變速直線運動？做勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是恒量即s2－s1＝s3－s2……＝aT2.

Δs＝aT2為恒量，這是物體做勻變速直線運動的必要條件。也是判斷物體是否做勻變速直線運動的依據(jù)．第2節(jié)勻變速直線運動

的實驗探究

一、認識打點計時器電磁打點計時器電火花打點計時器2．工作原理(1)電磁打點計時器：它是利用電磁感應原理打點計時的一種儀器．當接在4—6V的低壓交流電源上時，線圈的磁場方向周期性改變，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列點跡．振片的振動周期與電源的電流變化周期一致，當電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s.(2)電火花打點計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出點跡的計時儀器．當接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡．當電源頻率為50Hz時，它也是每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s.3．兩種打點計時器的比較類型比較電磁打點計時器電火花打點計時器所用電源打點方式時間間隔實驗誤差4～6V低壓交流220V交流振針打點電火花打點每隔0.02s打一次點每隔0.02s打一次點振針和紙帶接觸會影響紙帶運動，誤差較大火花放電不會影響紙帶運動，誤差較小

1.對電磁打點計時器和電火花計時器的有關(guān)說法中，正確的是(

)A．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉【解析】電磁打點計時器在紙帶上打點是靠振針和復寫紙，電火花計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉，所以C、D錯誤．【答案】

AB用打點計時器探究沿斜面下滑的小車是否做勻變速直線運動

1.練習使用打點計時器，學會用打上點的紙帶

研究物體的運動。2.掌握判斷物體是否做勻變速運動的方法。3.測定勻變速直線運動的加速度。一、實驗目的二、實驗器材打點計時器、紙帶、復寫紙片、低壓交流電源、小車、墊片、長木板、刻度尺、導線等。三、實驗步驟1、將打點計時器固定住長木板的一端，并用墊片墊高次端，試木板傾斜，如圖3-15所示2、連接好打點計時器的電路，（注意此過程中要斷開開關(guān)）1、將打點計時器固定住長木板的一端，并用墊片墊高次端，試木板傾斜，如圖3-15所示3、將紙帶穿過打點計時器，連接在小車后面，并使小車靠近打點計時器4、閉合電路開關(guān)，然后釋放小車，打完紙帶后立即關(guān)閉電源5、更換紙帶，重復操作三次6、選擇一條點跡最清晰的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點，找一適當?shù)狞c作為開始點，選擇相隔0.1s的若干個計數(shù)點進行長度測量，并將數(shù)據(jù)填入設計好的表格中四、注意事項1．開始釋放小車時，應使小車停在靠近打點計時器位置．2．使用打點計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定工作后，再釋放紙帶．3．打點完畢，立即斷開電源4．如打出的點較輕或是短線時，應調(diào)整振針距復寫紙的高度5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰．適當舍棄開頭密集部分，適當選取計數(shù)點(計數(shù)點與計時點有區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T.6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復寫紙換個位置，以保證打點清晰7.測位移時不要分段測量，讀數(shù)時要注意有效數(shù)字的要求。

1、根據(jù)打點計數(shù)器打出的紙帶，我們可以不利用公式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、一學生在練習使用打點計數(shù)器時，紙帶上打出的不是圓點，而是短線，這可能是因為()A、打點計數(shù)器錯接在直流電源上； B、電源電壓不穩(wěn)定；C、電源的頻率不穩(wěn)定； D、振針壓得過緊。ABD

3、本實驗中，關(guān)于計數(shù)點間時間間隔的下列說法中正確的是（）A、每隔4個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔

為0.10s；B、每隔4個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔

為0.08s；C、每5個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔為

0.10s；D、每隔5個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔

為0.08s；BC

4、某同學在用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時,得到如圖所示的紙帶,他舍棄密集點后,從O點開始如圖所示選取計數(shù)點,則每兩個計數(shù)點的時間間隔為______秒。ABCDE00.06

如圖所示，0、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點，S1、S2、S3……為相鄰兩計數(shù)點之間的距離，若Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝…＝常數(shù)，即若兩連續(xù)相等的時間間隔里的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速運動。123450S1S2S3S4S51、判斷物體是否做勻變速直線運動？五、數(shù)據(jù)處理【例1】某同學在研究小車的運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點計時器每隔0.02s打一個點，該同學選擇了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題1：小車做什么運動？ 解析：因為相鄰的位移之差，即Δx＝BC－AB＝CD－BC＝DE－CD＝EF－DE＝常數(shù)所以小車做勻加速直線運動．2、求小車運動某時刻的瞬時速度：GFEDABC需測量的量：所選取的兩點間的位移S1、S2、S3、S4、S5、S6用刻度尺量出關(guān)系式：同理可以求出C、D、E、F、G的瞬時速度【例1】某同學在研究小車的運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點計時器每隔0.02s打一個點，該同學選擇了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題2：試計算vB、vC、vD、vE各點的瞬時速度多大？解析：由圖可知，相鄰計數(shù)點的時間間隔T＝2×0.02s＝0.04s，由求瞬時速度的方法可得3、用打點計時器打出的紙帶求加速度由Δs＝aT2得S2-S1=a1T2s3-s2=a2T2s4-s3=a3T2s5-s4=

a4T2s6-s5=

=a5T2

不好的方法逐差法：s4-s1=3a1T2s5-s2=3a2T2s6-s3=3a3T2ABCDEFGABCDEFG（1）“逐差法”求加速度GFEDABC（2）“v－t圖象法”求加速度由可求得物體在打A點，B點，C點……的瞬時速度再作出v－t圖象，圖線的斜率即為該物體做勻變速直線運動的加速度．注：A點，B點，C點……為計數(shù)點注意：1、在坐標紙上畫v-t圖象時，坐標軸單位長度的選取要合適，使圖象分布在坐標平面的大部分面積上．2、分析v－t圖象，小車運動的加速度數(shù)值上等于v－t圖線的斜率，即Δv/Δt【例1】某同學在研究小車的運動實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，如下圖所示，已知打點計時器每隔0.02s打一個點，該同學選擇了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，測量數(shù)據(jù)如圖中所示，單位是cm.問題3：計算小車的加速度多大？解析：畫v－t圖象，如圖所示，描點、擬合得到直線，BCDE由圖象可得a＝2.0m/s2二、頻閃照相法及其應用頻閃照相法是一種利用照相技術(shù)，每間隔一段時間曝光一次，從而形成間隔相同時間的影像的方法．在頻閃照相中會用到頻閃燈(右圖)，它每隔相等時間閃光一次，例如每隔0.1s閃光一次，即每秒閃光10次．當物體運動時，利用頻閃燈照明，照相機可以拍攝出

頻閃照相與打點計時器記錄的信息相比較，頻閃照相是如何記錄時間信息和位移信息的呢？100000000頻閃燈的閃光頻率相當于打點計時器交流電的頻率，而相同時間出現(xiàn)的影像相當于打點計時器打出的點，因此頻閃照片記錄了物體運動的時間和位移。利用頻閃照片求物體的速度和加速度，與同紙帶的處理方法相同?，F(xiàn)在你明白了嗎？【例2】小球作直線運動時的頻閃照片如圖所示，已知頻閃周期T＝0.1s，小球相鄰位置間距分別為OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A時的速度大小vA＝________m/s.小球運動的加速度大小a＝________m/s2.0.6050.900三、科學探究研究物體僅在重力作用下是否做勻變速直線運動打點計時器、低壓交流電源、鐵架臺、紙帶、復寫紙、重物、刻度尺實驗器材：實驗裝置圖：～學生電源實驗步驟：1、把打點計時器豎直固定在鐵架臺上，連接好電路。2、將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點計時器。3、用手握住紙帶，讓重物靜止并靠近打點計時器，先接通電源，然后放開紙帶，讓重物自由下落。4、更換紙帶，重復2、3步。5、選擇一條點跡清晰的紙帶，標記上