高中物理 实验一 研究匀变速直线运动课件 新人教版

永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端
的振针就跟着上下振动而打点，这时，振针就在纸带上打 出一系列点， 当交流电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打
一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为 0.02
s．振针的上下振动是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场 方向，从而促使振动片上下振动来带动的，注意振动片的 振动周期与电源的电流变化周期一致．若使用50 Hz的交流 电，打点的时间间隔为0.02 s.
解析：选取计数点可以使相邻点间的间隔增大，在用 直尺测量这些点间的距离时，在测量绝对误差基本相同的
情况下，相对误差较小，故A正确；在实验中如果小车运动
的加速度过小，打出的点就很密，长度测量的相对误差较 大，测量的准确度会降低，因此小车的加速度适当增大一
些较好，选项B错误；适当增加钩码个数，可使小车的加速
要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一 个计数点”说法是一样的．但要注意题中是“每几个点取
一个计数点”．
图4
[例1]
如图4所示，某同学在做“研究匀变速直线运
动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条
清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T＝0.10 s，
其中x1＝7.05 cm，x2＝7.68 cm，x3＝8.33 cm，x4＝8.95 cm， x5 ＝9.61 cm，x6 ＝10.26 cm，则A点处瞬时速度的大小是
4．在坐标纸上画v—t图象时，注意坐标轴单位长度的 选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上．
5．不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到
计数起点之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位． 6．为了便于测量，可以舍掉开头一些过于密集的点，
找一个点当作计时起点．
7．区分计时点和计数点 计时点是指打点计时器在纸带上打下的点．计数点是 指在测量和计算时在纸带上所选取的点．通常每隔4个轨迹 点选1个计数点，选取的记数点不少于6个．
米为单位的.
(2010.日照模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中， 打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动
的纸带如图5所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、
E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点 的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
小球在位置A时的速度大小vA＝________m/s.
小球运动的加速度大小a＝________ m/s2.
[答案] 0.605
Байду номын сангаас0.9
图9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
度尺量出的其中两个间隔的长度．根据所给的两个数据求 出小球下落加速度的测量值g＝________m/s2.序号3的间隔
A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(s6－s1)等于(s2－s1)的6倍
C．从纸带可求出计数点B对应的速率
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s 答案：C
3．为了测定某辆轿车在平直路上启动时的加速度(轿 车启动时的运动可近似看成匀加速运动)，某人拍摄了一张 在同一底片上多次曝光的照片如图12所示，如果拍摄时每 隔2 s曝光一次，轿车车身总长为4.5 m，那么这辆轿车的加
一端，接好电源；
把一细线系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的 钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；
把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；
小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带； 换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测 量分析．
五、数据处理 1．选择适当的点做计时起点，用笔在纸带上标出计
3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了．如图14所示，请根
据给出的A、B、C、D四段纸带回答．(填字母)．
(1)在B、C、D三段中选出从纸带A上撕下的那段应该 是________；
(2)打纸带时，物体的加速度大小是________ m/s2.
答案：D
8.05
6．有一种“傻瓜”相机的曝 光时间(快门打开到关闭的时间)是 固定不变的．为了估测该相机的曝 光时间，有位同学提出了下述实验 方案：他从墙面上A点的正上方与A 相距H＝1.5 m处，使一个小石子自 由落下，在小石子下落通过A点后， 立即按动快门，对小石子照相，得 到如图15所示的照片，由于小石子 的运动，它在照片上留下一条模糊 的轨迹CD.已知每块砖的平均厚度 是6 cm.
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝ ________m/s，CE间的平均速度为________ m/s. (2)以打B点时为计时起点，建立v—t坐标系如图6所示， 请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线． (3)根据图线可得小车运动的加速度为________ m/s2.
答案：(1)0.25
(2)为了减小误差，改变h的数值，测出多组数据，记
录在表格中(表中t′是水滴从水龙头口到A板所用的时间，即 水滴在空中运动的时间)，请在图17乙中所示的坐标纸上作
出适当的图象，并利用图象求出重力加速度g的值：g＝
________.(要求两位有效数字)
次数 1 2 3 4 5 6
高度h/cm 20.10 25.20 32.43 38.45 44.00 50.12
前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好开 始下落．首先量出水龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，
计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，
开启秒表开始计时，并数“1”，以后每听到一声水滴声， 依次数“2,3，„”，一直数到“n”时，按下秒表按钮停 止时，读出秒表的示数为t.
(1)写出用上述测量方法计算重力加速度g的表达式：g ＝________；
2．电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出 小孔而显示点迹的计时仪器．当接通220 V交流电源，按下
脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电
针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在 运动纸带上就打出一系列点迹．当电源频率为50 Hz时，它
也是每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的
实验一
研究匀变速直线运动
一、实验目的 1．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律． 2．能画出小车运动的v—t图象，并根据图象求加速 度． 二、实验原理
根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等
于这段时间内的平均速度，求出第n个点对应的瞬时速度， vn＝，作出v－t图象，分析v与t的关系．
如图1所示，0、1、2、„为时间间隔相等的各计数点， x1、x2、x3、„为相邻两计数点间的距离，若Δx＝x2－x1＝
度适当增大，故选项D正确．舍去纸带上过于密集，甚至分 辨不清的点，可以减小长度测量的相对误差．故选项C正 确． 答案：ACD
2.“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打 点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如图10所示的 纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未 画出来，下列表述正确的是 ( )
空中运动时间t′/s 0.20 0.23 0.26 0.28 0.30 0.32
速度约为
(
)
A．1 m/s2 C．3 m/s2
图12 B．2 m/s2 D．4 m/s2
答案：B
4．在做“研究匀变速直线运动”的实验中，打点计 时器使用的交变电流的频率为50 Hz，选择打点清晰记录小
车做匀变速运动的纸带，在纸带上分别用数字0～5标注6个
计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出．纸带 上从0点起每相邻两个计数点间的距离依次分别为2.80 cm、
线较远，应该舍弃该点，利用其他点确定小车的v－t图象；
七、注意事项 1．打点计时器、纸带、限位器要与长木板纵轴位置
对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在
一条直线上． 2．牵引小车的钩码的质量要适宜．若质量过大，则
纸带上打出的计时点太少．若质量过小则点数过于密集，
不便于测量．以能在纸带上长约50 cm的范围内清楚地取 7～8个计数点为宜． 3．为防止钩码落地损伤钩码，可在地面铺泡沫塑料 垫．
时间间隔也是0.02 s.
3．两种打点计时器的比较 (1)电磁打点计时器应使用10 V以下的交流电源；电火
花计时器要使用220 V交流电源．
(2)电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小， 比电磁打点计时器实验误差小．
(3)两种打点计时器能记录物体运动的时间和位移．打
在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物 体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同 时刻的位置．
4.40 cm、5.98 cm、7.60 cm、9.19 cm，如图13所示．由纸
带上的数据可知打点计时器打下计数点“3”时，小车的速 度为________ m/s；小车的加速度为________ m/s2.(所填结 果小数点后保留两位数字)．
图13
答案：0.68
1.60
5．某同学在测定匀变速运动的加速度时，得到了几 条较为理想的纸带．在纸带上每5个点取一个计数点，即两 计数点之间的时间间隔为0.1 s，依打点先后编为0、1、2、
________m/s，小车运动的加速度计算表达式为________，
加速度的大小是 ________m/s2(计算结果保留两位有效数 字)．
题后反思：求解时注意三点： (1)认清计时点与计数点，以便于确定打点周期；
(2)明确x1、x2、…、xn表示的含义，是相邻
两个点的间距还是某点到起点的间距； (3)准确进行单位换算，因为纸带上的数据通常是以厘
请从上述信息和照片上选取估算相机曝光时间必要的 物理量，用符号表示，如H等，推出计算曝光时间的关系
式，并估算出这个“傻瓜”相机的曝光时间．(要求保留1