实验：练习使用打点计时器测定加速度(精)(课堂PPT)

匀变速直线运动
• 四、利用t、S、v、a ，求解其他物理量或验 证物理定律
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力学实验
• 研究匀变速直线运动
a S T2
• 探究弹力和弹簧伸长的关系
• 验证力的平行四边形定则 • 验证牛顿运动定律 • 探究动能定理 • 验证机械能守恒定律 • 验证动量守恒定律
F合 ma
W合12mtv212m0v2
22
纸带1
两相邻计数点间有四个点未画出
O
A
B
C
D
3.18 6.74 10.69
15.05
(单位：cm)
a
(20.1s)2
23
纸带2
5.12 5.74 6..37 6.98 7.60
8.24
8.85
9.47 (单位：cm)
a (40.04s)2
24
纸带3
a
Sm Sn (mn)T
2
a 5(0.02s)2
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mgh 1 mv2 2
m Av0(m Am B)v
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利用纸带研究物体的运动
• 一、打点计时器 • 二、利用纸带判断物体的运动性质 • 三、利用纸带可以测量物理量： 1、直接测量： t、S 2、间接测量： v、a 匀速直线运动
匀变速直线运动
• 四、利用t、S、v、a ，求解其他物理量或验 证物理定律
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匀速直线运动
• 速度：v=s/t • 哪些实验中物体做匀速直线运动？
平衡摩擦力 探究动能定理
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1、某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关 系” 的实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用
下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功 记为W，当用2条、3条……，完全相同的橡皮筋并 在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验 中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车 获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。
• 一、打点计时器 • 二、利用纸带判断物体的运动性质 • 三、利用纸带可以测量物理量 • 1、直接测量： 时间t、位移S
4
三、利用纸带可以测量的物理量
• 1、直接测量：时间t、位移S 注意：测量长度利用毫米刻度尺，读数时
必须读到0.1mm位．
5
利用纸带研究物体的运动
• 一、打点计时器
• 二、利用纸带判断物体的运动性质
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• （1）根据所提供纸带上的数据，计算打c段纸带时
小车的加速度大小为__5_._0_____m/s2。（结果保留
两位有效数字） • （2）打a段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2。请
根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能 出现在b段纸带中的__D_4_D_5_区__间__内_____。 • （3）如果取重力加速度10m/s2，由纸带数据可推 算出重物与小车的质量比为__1__:1_____。
匀速直线运动 匀变速直线运动
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匀变速直线运动
• 速度v： • 加速度a：
18
利用打下的纸带计算各计数点的速度：
• 计数点对应的瞬时速度v:
vC
S2 S3 2T
• 第一个计数点和最后一个计数点的V:
VD=？ 根据
S3
vc
vD 2
T
vD
2S3 T
vC
vD vC aT
19
• 利用打下的纸带计算加速度：
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T= 0.05 s．
7
6
5 4 3 21
26
匀变速直线运动
• 速度： • 加速度： • 物体做匀加速直线运动的实验有：
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力学实验
• 研究匀变速直线运动 • 探究弹力和弹簧伸长的关系 • 验证力的平行四边形定则 • 验证牛顿运动定律 • 探究动能定理 • 验证机械能守恒定律 • 验证动量守恒定律
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匀速直线运动
• 速度：v=s/t
• 哪些实验中物体做匀速直线运动？
平衡摩擦力 探究动能定理 验证动量守恒定律
W合12mtv212m0v2 动
• 一、打点计时器
• 二、利用纸带判断物体的运动性质
• 三、利用纸带可以测量物理量：
1、直接测量： t、S 2、间接测量： v、a
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• 3、如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆 柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机 的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断 悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在 圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）。设毛笔接 触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为 26.0 mm、50.0 mm、74.0mm、98.0 mm、122.0 mm、 146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机 铭牌上标有“1200 r／min”字样．
• 三、利用纸带可以测量物理量：
1、直接测量： t、S 2、间接测量： v、a
匀速直线运动 匀变速直线运动
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匀速直线运动
• 速度：v=s/t • 哪些实验中物体做匀速直线运动？
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力学实验
• 研究匀变速直线运动 • 探究弹力和弹簧伸长的关系 • 验证力的平行四边形定则 • 验证牛顿运动定律 • 探究动能定理 • 验证机械能守恒定律 • 验证动量守恒定律
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Ａ
Ｂ
9.08
10.50
Ｃ
9.08
Ｄ
Ｅ cm
6.95
1）若已测得打点纸带如图所示，并测得各计数点间距 （已标在图示上）。A为运动的起点，则应选 BC 段来计 算A碰前速度，应选 DE段来计算A和B碰后的共同速度 （以上两空选填“AB”“BC”“CD”“DE”）。 2由）以已上测测得得小结车果A可质得量：m碰1=0前.4总0k动g，量小p0车= B0质.42量0 mk2g=·m0.2/s0；kg碰， 后总动量p= 0.417 kg·m/s。（保留三位有效数字）
匀变速直线运动
• 四、利用t、S、v、a ，求解其他物理量或验 证物理定律
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• （07广东）14．（8分）如图11（a）所示，小车放在 斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜 面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器 的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置， 重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打 点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止 开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上 运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。 图11（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带 运动方向如箭头所示。
打点计时器
纸带
小车
橡皮筋
木板
10
在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的， 为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部GK分进行 测量（根据下面所示的纸带回答）；
AB C D E F G
H
I
K
打点计时器
纸带
小车
橡皮筋
木板
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匀速直线运动
• 速度：v=s/t • 哪些实验中物体做匀速直线运动？
平衡摩擦力 探究动能定理
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力学实验
• 研究匀变速直线运动 • 探究弹力和弹簧伸长的关系 • 验证力的平行四边形定则 • 验证牛顿运动定律 • 探究动能定理 • 验证机械能守恒定律 • 验证动量守恒定律
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2、某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律 的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之 做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏 合成一体，继续做匀速运动。他设计的具体装置如图 （a）所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源 频率为50HZ，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦 力。
请分析纸带数据，回答下列问题： （计算结果均保留三 位有效数字）
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（1）电动小车运动的最大速度为 2.00 m/s （2）电动小车关闭电源后加速度大小为 2.50 m/s2 （3）电动小车的额定功率为 2.00 W．
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利用纸带研究物体的运动
• 一、打点计时器 • 二、利用纸带判断物体的运动性质 • 三、利用纸带可以测量物理量： 1、直接测量： t、S 2、间接测量： v、a 匀速直线运动
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匀变速直线运动
• 速度v
• 加速度a
• 物体做匀加速直线运动的实验有：
研究匀变速直线运动 验证牛顿第二定律 验证机械能守恒定律
S a T2
F合 ma
mgh 1 mv2 2
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利用纸带研究物体的运动
• 一、打点计时器 • 二、利用纸带判断物体的运动性质 • 三、利用纸带可以测量物理量： 1、直接测量： t、S 2、间接测量： v、a 匀速直线运动
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4、某研究小组为测量一个遥控电动小车的额定功率,进行 了如下实验: ①用天平测出电动小车的质量为0.4kg； ②将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装； ③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）； ④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段 时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器 （设小车在整个过程中小车与纸带所受的阻力恒 定）．在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分 点迹如图所示（已知纸带左端与小车相连）．
a a 1 a 3 2 a 3 ( S 6 S 5 S 4 9 ) T 2 ( S 1 S 2 S 3 ) S(3T)S2 I
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• 计算时要注意：
1、单位
1cm=10-2m
2、有效数字 3、分母 4、T的大小
vC
S2 S3 2T
a S T2
记数点的选取 每n个点取一个计数点:T=nT’ 每隔n个点取一个计数点:T=(n+1)T’
利用纸带研究物体的运动
——高三物理力学实验总复习
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一、打点计时器
• 1、打点计时器是一种计时的仪器，计时 的同时还能记录物体的运动情况。