吉林省长春五中高一物理《第9讲 研究匀变速直线运动》课件

(共14张PPT)
研究匀变速直线运动
　　1. 实验目的
　　(1)掌握判断物体是否做匀变速运动的方法；
　　(2)测定匀变速直线运动的加速度.
　　2. 实验原理
　　测定物体做匀变速直线运动的加速度，最基本的是测出位移和时间关系.
　　3. 实验要点
　　(1)打点计时器(电磁式、电火花式)是一种通过
在纸带上周期性打点来记录时间的仪器，若打点周
期为T，则纸带的运动时间t等于打点间隔数n与T的乘积，即t=nT.与它配套的器材有：交流电源、纸带、复写纸等.
　　(2)研究物体运动的常用实验方法：利用纸带记录物体的运动，通过分析纸带的打点情况来把握物体的运动.
　　(a)纸带处理：从打点计时器重复打下的多条纸带中选择点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的
点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个(也可为任意个)点取一个计数点A、B、C、…,
这样时间间隔T=0.1 s.然后测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、…，再进行分析处理.
　　(b)判定被测物体的运动是否为匀变速直线运动的方法：利用s1、s2、s3、…可以计算出相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3-s2、s4-s3、…如果它们在允许的误差范围内位移差相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动.
　　求瞬时速度v的方法：(若纸带做匀变速直线运
动，可利用平均速度求)
　　求加速度a的方法：(若纸带做匀变速直线运动)
　　①利用任意两段相邻记数点间的位移差求解：
　　② “逐差法”:从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移
　　③利用v-t图线求a：求出
A、B、C、D、E、F各点的即
时速度,画出v-t图线(如右图所
示),图线的斜率就是加速度a.
　　4. 注意事项
　　(1) 实验中应先根据测量和计算得出的各Δs先判断纸带是否做匀变速直线运动，根据估算，如果
各Δs的差值在5%以内，可认为它们是相等的，纸带做匀变速直线运动.
　　(2)每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰，同时注意纸带打完后及时断开电源.
　　(3)应使小车的加速度适当大一些，以能在纸带上长约50厘米的范围内清楚取7～8个计数点为宜.
　　(4)应区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般使T=0.10 s).选取的计数点不少于6个.
　　 (5)不要分段测量各段位移，应一次测量完毕(可先统一量出到点O之间的距离).读数时应估读到毫米下一位.
探究点　研究匀变速直线运动
　　例1　用接在50 Hz交流低压电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度，某次实验中得到的一条纸带如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标明0、1、2、3、4.量得0与1两点间距离s1=30 mm，3与4两点间距离s4=48 mm，则小车在0与1两点间的平均速度为　　　m/s.小车的加速度为　　　m/s2.
　　【解析】每相邻的两个计数点间运动时间是5×0.02 s=0.1 s.又0与1两点间距离s1=30 mm，故这
两点间的平均速度　　　　　　　 =0.30 m/s.由s4-s1=3aT2得
　　【答案】0.30　0.6
　　例2　如下图所示为小球做自由落体运动的闪
光照片，它是每隔　 s的时间拍摄的.从某个稍大些
的位置间隔开始测量，照片上边数字表示的是这些
相邻间隔的序号，下边的数值是用刻度尺量出的其中间隔长度.根据所给两个数据能否求出小球加速度的测量值a=　　　m/s2.(保留三位有效数字),由所给数据，求出小球在位置A的瞬时速度vA=　　　m/s.
　　【解析】本题与用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验形异质同.因此,处理数据的方法完全相同.因为做匀变速运动的物体在连续相等的时间间隔内位移的增量是相等的，所以若s2-s1=Δs，则s3-s1=(s3-s2)+(s2-s1)=2Δs，s4-s1=3Δs，…，sn-s1=
(n-1) Δs，即
　　s1=7.70 cm对应的中间时刻的速度
　　【答案】9.72　2.47
　　【点评】1. 将不易直接测量的物理量(a)转化为另一种易测量的物理量(s或T)进行测量的方法，称为间接测量法，是物理实验常用的方法.
　　2. 将足够多次数的测量结果的平均值作为待测量的测量值,这样做可以减小偶然误差.
　　3. 要深刻理解实验原理.能将实验方法迁移到新的物理情境中，解决新的问题.