实验 测定匀变速直线运动的加速度 2023-2024教科版物理必修一(共21张PPT)

(共21张PPT)
实验专题 测定匀变速直线运动的加速度
教育科学出版社必修一
第二章 匀变速直线运动的规律
一、两种打点计时器：
1、电磁打点计时器
构造
： 是一种使用低压（ 4~6V）交流电源的计时仪器，当电源的频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点。
2、电火花计时器
是一种使用220V的交流电源的计时仪器，当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。
计时点
计数点
1、实验目的：
二、测定匀变速直线运动的加速度
（2）判定直线运动是否是匀变速直线运动。
（1）学会使用打点计时器。
（3）能根据纸带计算某点的瞬时速度。
（4）能根据纸带计算物体匀变速直线运动的加速度。
2、实验原理（图象法）：
匀变速直线运动的速度图象是一条直线，其“斜率”表示加速度。
v
t
0
v0
vt
t
△t
△v
3、实验器材（教材P37）：：
打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、一端固定有滑轮的长木板、刻度尺、钩码。
4、实验步骤（教材P37） ：
（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，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，使细绳跨过滑轮，下边拴上合适的钩码.调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行.
（3） 把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面.
（4） 把小车停在靠近打点计时器处，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列小点. 换上新纸带，重复实验三次.
5、注意事项：
（2）先开电源，后释放纸带．
（1）电源是使用交流电源．
（3）小车应从靠近打点计时
器处释放．
5、数据处理：
从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点。为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s。在选好的开始点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3，……，点1、2、3、4……叫做计数点，如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是x1、x2、x3……
0
1
2
3
x1
x2
x3
在研究匀变速直线运动的实验中，得到如下纸带：
计数点序号 1 2 3 4 5 6 7
计数点对应的时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
通过计数点的速度（cm／s） 2.4 4.0 5.6 7.1 8.8 10.4 11.9
0
1
2
3
x1
x2
x3
由 …… 各计数点的速度填入下表：
0
2
4
6
8
10
12
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
v(cm·s-1)
根据数据描点，画一条直线，让直线尽可能地通过较多的点，没在直线上的点均分在两侧，太远的点舍去不计。
计数点序号 1 2 3 4 5 6 7
计数点对应的时刻（s） 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
通过计数点的速度（cm／s） 2.4 4.0 5.6 7.1 8.8 10.4 11.9
0
2
4
6
8
10
12
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
v(cm·s-1)
在图象上任取两点利用其坐标值求出斜率即物体的加速度。
Δv
Δt
【例题】在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。
由纸带数据计算可得
计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m／s，
小车的加速度大小a＝________m／s2。
解析:
T=0.02×5=0.1 s
(1) 第四个记数点在3到5的中间时刻,根据中间时刻的速度等于这段时间的平均速度
v4=0.405m/s
x1=d1=1.40cm
x2=d2－d1=(3.55－1.40) cm=2.15cm
x3=d3－d2=(6.45－3.55) cm=2.90cm
x4=d4－d3=(10.15－6.45) cm=3.70cm
x5=d5－d4=(14.55－10.15) cm=4.40cm
x6=d6－d5=(19.70－14.55) cm=5.15cm
解析:
T=0.02×5=0.1 s
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课后作业 ：