实验1 测定匀变速直线运动的加速度 课件（共23张PPT）

(共23张PPT)
第一章　运动的描述
实验一　测定匀变速直线运动的加速度
【实验目的】
1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况．
2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．
3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v t图像，根据图像求加速度．
【实验原理】
1．打点计时器
　　类型
比较项　　 电磁打点计时器 电火花计时器
所用电源 6 V以下低压交流 220 V交流
时间间隔 每隔0.02 s打一次点 每隔0.02 s打一次点
实验误差 振针和纸带接触，限位孔与纸带的摩擦，会影响纸带运动，误差较大 火花放电不会影响纸带运动，误差较小
记录信息 (1)与纸带相连物体的运动时间
(2)与纸带相连物体在不同时刻的位置
【实验器材】
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源．
【实验步骤】
1．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路．
2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，将纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面．实验装置如图所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．
3．将小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，后放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次．
4．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4……，测量各计数点到0点的距离d，并填入表中．
5．计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3……
6．利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，求出各计数点的瞬时速度，填入表格中．
7．增减所挂钩码数，再做两次实验．
位置编号 0 1 2 3 4 5 6
t/s
d/m
x/m
v/(m·s－1)
【数据处理】
1．由实验数据得出v t图像
(1)根据表格中的v、t数据，在直角坐标系中仔细描点．
(2)作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验得到的v t图像，它是一条倾斜的直线(如图所示)．
2．由实验得出的v t图像进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律
小车运动的v t图像是一条倾斜的直线，如图所示，当时间增加相同的值Δt，速度也会增加相同的值Δv，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．
【误差分析】
1．偶然误差
(1)根据纸带测量各计数点间的位移时读数有误差．
(2)用作图法作出的v t图像并不是一条直线．
2．系统误差
(1)电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等．
(2)纸带运动时打点不稳定引起测量误差．
(3)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度．
(4)电磁打点计时器的振针、限位孔与纸带之间有摩擦力，电火花计时器与纸带间也有阻力，这些会带来误差．
(5)小车、钩码在运动时受到的空气阻力也会引起误差．
【注意事项】
1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．
2．先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．
3．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s.
4．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集．
5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，合理选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T.
6．测各点间距时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a时要注意用逐差法，以减小误差．
一、实验原理及操作
关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是(　　)
A．长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低
B．在释放小车前，小车应靠近滑轮处
C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车
D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
解析：实验过程中，一般长木板应平放，不能侧向倾斜，但一端高一端低是可以的，故选项A正确；在释放小车前，小车应在靠近打点计时器处，故选项B错误；应先接通电源，再释放小车，故选项C正确；不要让小车碰到定滑轮上，故选项D正确．
答案：B
二、实验数据处理
在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，某同学得到一条点迹清晰的纸带，他取好计数点A、B、C、D、E，每相邻两计数点间还有四个点未画出，测得B、C、D、E点距A点的距离如下图所示，则打C点的瞬时速度为__________m/s，物体的加速度为__________m/s2.
答案：0.85　4.24
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