2012高考物理 实验一研究匀变速直线运动复习课件 沪科版.rar

实验一研究匀变速直线运动实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度．实验原理设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3…….如图1－4－1所示为本实验得到的纸带．1．s1，s2，s3，……，sn是相邻两计数点间的距离．2．Δs是两个连续相等的相邻时间里的位移之差：Δs1＝s2－s1，Δs2＝s3－s2，……3．T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n(n为两计数点间点子的间隔数)则有Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝……＝aT2由上式还可得到s4－s1＝(s4－s3)＋(s3－s2)＋(s2－s1)＝3aT2同理有s5－s2＝s6－s3＝……＝3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、纸带、一端附有定滑轮的长木板、小车、刻度尺、导线、电源、细绳、钩码、复写纸片．一、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；再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，把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1－4－2所示．2．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系列的点，换上新纸带，重复三次．3．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间的单位，即T＝0.02s×5＝0.1s，在选好的开始点下面记作0，第六点作为计数点1，依次标出计数点2、3、4、5、6.两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，分别记作s1，s2，……，s6.4．根据测量结果和前面的计算公式，计算出a1、a2、a3的值，求出a的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度．三、注意事项1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．2．应先接通电源，待打点计时器工作稳定后再释放小车．3．小车的加速度适当大些，能在约50cm的纸带上取出7～8个计数点为宜．4．要尽量减小纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃点子密集部分，适当选取计数点(计数点与计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒．四、误差分析本实验参与计算的量有s和T，因此误差来源于s和T.1．由于相邻两计数点之间的距离s测量有误差而使a的测量结果产生误差．2．由于电源的频率不稳定而使T不稳定产生误差．五、两种计时器的区别类型比较研究匀变速直线运动的实验中打出的纸带如图1－4－3所示，图中的A、B、C、D、E均为计数点，相邻两计数点之间均包含5个自然打点间隔，测量计数点间距时，用刻度尺的零刻度线与纸带上的起始点O对齐，由A至E各点对应的刻度值分别为7.00、11.10、17.20、25.20和35.10(单位：cm)．根据纸带，求：图1－4－3(1)物体运动的加速度；(2)打出C、D点时纸带速度各为多大？【解析】由题图可知，相邻两计数点的间距分别为sAB＝4.1cm，sBC＝6.1cm，sCD＝8.0cm，sDE＝9.9cm，所以在实验误差允许的范围内Δs＝sBC－sAB＝sCD－sBC＝sDE－sCD＝aT2.【答案】(1)1.93m/s2(2)0.705m/s0.895m/s【名师归纳】处理纸带时，常见的问题是求纸带的加速度及某点的瞬时速度，基本方法一定要记牢．会处理纸带上的数据是力学实验的基本要求．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图1－4－4甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．现利用图乙所示的装置测量滑块和长木板间的动摩擦因数，图中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10－2s和4.0×10－3s．用精度为0.05mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图丙所示．(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v1＝________m/s，滑块通过光电门2时的速度v2＝________m/s.(结果保留两位有效数字)(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．【答案】(1)1.010(2)1.02.5(3)平均速度滑块