专题-测定纸带加速度的方法

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实验1:测定匀变速直线运动的加速度

实验1:测定匀变速直线运动的加速度

实验一:研究匀变速直线运动,测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器) 实验原理1.打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s 打一次点(由于电源频率是50Hz ),纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。

2.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若2132........s s s s s ∆=-=-==恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

右图为打点计时器打下的纸带。

选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点O ,然后(每隔5个间隔点)取一个计数点A 、B 、C 、D …。

测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以:求任一计数点对应的即时速度v :2Ts s 1)(n n ++==v v n ;如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ) 3.由纸带求物体运动加速度的方法: (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a :如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度:即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=(T为相邻两计数点间的时间间隔)求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s s s a ++-++=再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。

(3)用v-t 图法:即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ;求出打第n 点时纸带的瞬时速度,再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度,画出如图的v-t 图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。

专题 匀变速直线运动-求纸带的加速度

专题 匀变速直线运动-求纸带的加速度

专题六 纸带的数据处理——加速度的计算方法小结◆数据处理一、瞬时速度的计算方法:例:上图中,2点的瞬时速度v 2=?tx x t d d t x v v ∆+=∆-=∆==--222321331312 二、加速度的计算方法 1、利用加速度的定义式:tva ∆∆=。

②选的点应该离得远一些。

可导出 x m -x n =(m-n )at 2 即2)(tn m x x a nm --=4、逐差法测物体加速度1、某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上,实验时得到一条纸带如图实-1-10所示.他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点,在这点下标明A ,第六个点下标明B ,第十一个点下标明C ,第十六个点下标明D ,第二十一个点下标明E .测量时发现B 点已模糊不清,于是他测得AC 长为14.56 cm ,CD 长为11.15 cm ,DE 长为13.73 cm ,则 1、打C 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s ,2、小车运动的加速度大小为________ m/s 2,3、AB 的距离应为________ cm. 2,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,用米尺量出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 1、计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v 4=________m /s , 2、小车的加速度大小a =________m /s 2。

23216549t s s s s s s a ---++=221434t s s s s a --+=14图3、研究小车的匀变速运动,记录纸带如图所示,图中两计数点间有四个点未画出。

已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ,则小车运动的加速度 a= m/s 2,打P 点时小车运动的速度v = m/s 。

高考物理实验专题 测定物体的加速度(含解析)

高考物理实验专题  测定物体的加速度(含解析)

高考实验专题 测定物体的加速度1. 某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。

物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图所示。

已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz ,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。

在ABCDE 五个点中,打点计时器最先打出的是 点,在打出C 点时物块的速度大小为 m/s (保留3位有效数字);物块下滑的加速度大小为 m/s 2(保留2位有效数字)。

【答案】 (1). A (2). 0.233 (3). 0.75 【解析】【详解】分析可知,物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动,纸带上的点迹,从A 到E ,间隔越来越大,可知,物块跟纸带的左端相连,纸带上最先打出的是A 点;在打点计时器打C 点瞬间,物块的速度24.65100.233m/s 220.1BD C x v T -⨯===⨯;根据逐差法可知,物块下滑的加速度()22226.15 3.15100.75m/s 440.1CE AC x x a T --⨯-===⨯。

故本题正确答案为:A ;0.233;0.75。

2. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。

实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a )所示。

实验时学.科.网,保持桌面水平,用手轻推一下小车。

在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b )记录了桌面上连续的6个水滴的位置。

(已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴)(1)由图(b )可知,小车在桌面上是____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。

(2)该小组同学根据图(b )的数据判断出小车做匀变速运动。

小车运动到图(b )中A 点位置时的速度大小为___________m/s ,加速度大小为____________m/s 2。

(结果均保留2位有效数字) 【答案】(1)从右向左;(2)0.19 0.037【解析】(1)小车在阻力的作用下,做减速运动,由图(b )知,从右向左相邻水滴间的距离逐渐滴水针头 小车图(a )水 83100117133150左 右 mm图(b )A减小,所以小车在桌面上是从右向左运动;(2)已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴,所以相邻两水滴间的时间间隔为:s 324530==∆t , 所以A 点位置的速度为:m/s 19.02133.0117.0=∆+=tv A ,根据逐差法可求加速度:21245)(6)()(t a x x x x ∆=+-+, 解得a =0.037 m/s 2。

实验:测定匀变速直线运动的加速度

实验:测定匀变速直线运动的加速度
2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图1所示,O、A、B、C、D、E、F为时间间隔相等的各计数点,x1、x2、x3、x4、x5、x6为相邻计数点间的距离,若△x=x2-x1=x3-x2=…… =c(常数),即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量,则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。
3、由纸带求物体加速度的方法:
例5.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器测量小车做匀变速直线运动的加速度,实验得到的一条纸带如下图所示,0、1、2、3……是选用的计数点,每相邻的计数点间还有3个打出的点没有在图上标出。图中还画出了某次实验将米尺靠在纸带上进行测量的情况,读出图中所给的测量点的读数分别是__10.00cm_、__12.60cm__、_22.60_cm__和__30.00cm__。计算出物体的加速度的大小是___2.5__m/s2。
从数据处理方法看,在x1、x2、x3、x4、x5、x6中,对实验结果起作用的,方法A中有
__________________;方法B中有________________.因此,选择方法________(A或
B)更合理,这样可以减少实验的________(填“系统”或“偶然”)误差.本实验误差的
主要来源有
测定匀变速直线运动的加速度
一、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。
2、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。
3、测定匀变速直线运动的加速度。
二、实验原理:
1、打点计时器是一种使用交流电的计时仪器,它每隔0.02s打一次点,因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点子之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
C.纸带甲的加速度比乙的大

专题:纸带问题-求速度和加速度

专题:纸带问题-求速度和加速度

纸带问题——求速度和加速度【基础版】利用打点计时器打出的点,我们可以获取的信息有: 1.时间t ——通过数点可以数出点和点间的时间;2.位移x ——通过刻度尺可以测量出点和点间的距离,进而量出两点间位移的大小;3.判断物体运动性质——通过点迹的疏密程度,可以大概判断物体做加速直线运动(点迹越来越疏)、减速直线运动(点迹越来越密)或者匀速直线运动(疏密程度一样)。

例如:其中,匀变速直线运动的判断可以利用位移差公式,即若满足)1(--=∆n n x x x 为定值,就可以得出结论:物体做匀变速直线运动。

4.平均速度——利用公式txv ∆∆=,可求出物体在一段时间(Δt )内的平均速度 例如:T x x t x v AB AB AB 12-==; Tx x t x v CE CE CE 235-== 5.(重点)某点的瞬时速度——利用推论txv v t ∆∆==26. (重点)加速度—— ①利用公式tva ∆∆=(少用) ②v-t 图求斜率a=k=tan θ ③利用推论22)1(Tx a aT x x x n n ∆=⇒=-=∆-(多用)【例题】1.利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度,下图给出该实验中从0点开始每5个点取一个计数点S1=1.4cm ,S2=1.9cm ,S3=2.38cm ,S4=2.88cm ,S5=3.39cm ,S6=3.87cm ,求(1)判断小车做什么运动?(2)如果小车做匀加速直线运动,计算计时器打出1、2、3、4、5时小车的速度是多少? (3)计算小车的加速度是多大?2.某同学用如图1所示的装置测量重力加速度g ,打下如图2所示的纸带.如果在所选纸带上取某点为0号计数点,然后每隔4个点取一个计数点,相邻计数点之间的距离记为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6.图1 图2(1)实验时纸带的 端应和重物相连接.(选填“A”或“B”)(2)该同学用两种方法处理数据(T 为相邻两计数点间的时间间隔): 方法A :由2121T x x g -=,2232T x x g -=,…,2565T x x g -= 取平均值g =9.767 m/s 2; 方法B :由21413T x x g -=,22523T x x g -=,23633T x x g -= 取平均值g =9.873 m/s 2.从数据处理方法看,在x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6中,对实验结果起作用的数据,方法A 中有 ;方法B 中有 .因此,选择方法 (填“A”或“B”)更合理.【小结】①逐差法可以看成位移差公式的变形;②如何处理误差更小——尽量多用提供的数据;③如果提供的数据,时间间隔是偶数段——刚好分成两个大段;如果提供的数据,时间间隔是奇数段——通常忽略第一小段,剩余刚好分成两个大段。

匀变速直线运动纸带的处理——处理纸带数据计算加速度方法归纳

匀变速直线运动纸带的处理——处理纸带数据计算加速度方法归纳

匀变速直线运动纸带的处理——处理纸带数据计算加速度方法归纳徐卫兵江苏木并茶高级中学,江苏省南通市226406利用电磁打点计时器打出的纸带测物体做匀变速运动的加速度,是高中阶段的一个重要实验。

实验操作完后从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头比较密集的点子,在后边便于测量的地方找一个开始点,我们把每打五次点的时间作为时间的单位,也就是T=0.02×5=0.1 s,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……标明的点0,1,2,3……叫做记数点,如图1所示,两个相邻记数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……本文拟谈谈如何利用这些数据求物体的加速度。

1 逐差法及演绎1.1 逐差法物体做匀加速直线运动时的初速度是v 0,加速度是a,在两个连续相等的时间T 里的位移分别是s 1和s 2,由于s 1=v o T=aT v v aT T v s aT o +=+=121222121,又因为,所以△s=s 2-s 1=aT 2所以我们可以由测得的各段位移s 1、s 2、s 3……,求出,,再求出、、3333321236322522321a a a T s s a T s s a T a a a a ++-=-=++=-这就是要测定的匀变速直线运动的加速度,这种方法就叫“逐差法”。

(1)逐差法进行数据处理的优点实验测定中,尽量减小误差是根本原则,按逐差法处理数据,则加速度的平均值3321a a a ++=31(+-2143T s s 2253T s s -+ 2363T s s -)=23216549)()(Ts s s s s s ++-++ ① 这样一来,能将全部测量数据s 1、s 2、s3、s 4、s 5、s 6都加以充分利用,并通过取平均值减小了偶然误差。

如果不按逐差法,而用相邻的各s 值之差计算加速度,即,,则,,2165432125652232212155Ts s a a a a a a T s s a T s s a T s s a -=++++=-=⋯⋯-=-=- 由此看出,此法在取平均值的表象下,实际上只有s 1和s 6两个数据被利用,其余的数据s 2、s 3、s 4、s 5都没有用,因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消的作用,算出的结果-a 的误差较大。

人教版物理必修一课件:实验题-纸带求速度与加速度 (共18张PPT)

人教版物理必修一课件:实验题-纸带求速度与加速度 (共18张PPT)

明了他对各个计数点间距离的测量结果.(单
位:cm)
T=0.1s
计算
C点速度=
m/s
提示:中时速度=平均速度
C点速度= 0.676 m/s 1 v C v B D S 2 B T D S 3 2 T S 4 ( 5 .9 7 0 5 .5 .2 s ) 0 7 .0 m 1 0 .6m 7 /s6
• 9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021 1:15:56 PM • 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2021/3/142021/3/142021/3/14Mar-2114-Mar-21 • 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/142021/3/142021/3/14Sunday, March 14, 2021 • 13、志不立,天下无可成之事。2021/3/142021/3/142021/3/142021/3/143/14/2021
s1s2s1aT 2 s2s3s2aT2 s3s4s3aT2
……
s4s1(s4s3)(s3s2)(s2s1) a2 T a2 T a2 T 3a2 T
同理,可得
s3s12aT 2 s5s2 3aT 2 s6s2 4aT 2
s3s1 2aT2
a
s3 s1 2T 2
虽然用
a
s3 s1 2T 2
可以求纸带的加速度,但只利用一

20181222如何利用纸带数据计算速度和加速度

20181222如何利用纸带数据计算速度和加速度

如何利用纸带数据计算匀变速直线运动的速度和加速度如何利用纸带数据计算出加速度,较多同学没有弄明白逐差法求加速度的实质,因而难于记住相关的公式以至于考试时无法求解。

本文厘清了逐差法求加速度的实质是两段法。

也演示了怎样用两段法求加速度。

一、准备知识㈠.由纸带数据求运动物体速度的方法――替代法。

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v n =(x n +x n +1)/2T . ㈡.由纸带数据求运动物体加速度的方法――图象法和逐差法(下面重点认识逐差法)。

1、图像法:先求出打各个计数点时物体的瞬时速度,再作出v -t 图像,图像的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度.2、逐差法【引题】(有6小段)如图1所示小车匀加速运动时用打点计时器打出的一条纸带,图中的各点是计数点且其计数周期为T(即相邻两计数点之间的时间间隔是T),各计数点之间的距离分别是x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6…。

已知拉动纸带的小车做匀加速直线运动,求小车运动的加速度大小(用字母表示,要求多次测量求平均值)。

解法A :由21363T a x x =-得213T x x a 36-=由22253T a x x =-得223Tx x a 25-= 由23143T a x x =-得233Tx x a 14-= ()()232165432193T x x x x x x a a a a ++-++=++=∴ ()()()23216543T x x x x x x a ++-++=∴ 或写成:(x 4+x 5+x 6)-(x 1+x 2+x 3)=a(3T)2……………………公式1对上式你怎么理解?类比推理,如果只有4小段,公式又如何?(x 3+x 4)-(x 1+x 2)=a(2T)2………………………………公式2说明:这种计算加速度的方法叫逐差法或叫隔差法。

(1)为什么要用逐差法求加速度?逐差法求加速度的实质是什么?请再看解法B :2112T a x x =-, 2223T a x x =-,2334T a x x =-, 2445T a x x =- 2556T a x x =- 2165432155T x x a a a a a a -=++++=∴比较一下:解法B 的实质只用了(x 1 、 x 6)两小段,解法A 的实质是使用了(x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6)六小段,能有效的减少偶然误差,所以要用逐差法求加速度。

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a
(x 7
x
6

问题:如果纸带上是用一把尺子量到底,再求a
x ) (x 9T
5 2
4

x
3

x)
2
这种方法不可取
以下为一做匀加速的纸带选取的7个计数点,相邻两计数点间的时间为T,位移测量 如图,求其加速度?
x
(s 2 s1 ) (s 3 s 2 ) (s 4 s 3 ) (s 5 s 4 ) (s 6 s 5 ) 5
0 1 2 3 4 5 6
x1 x2
x3
x4
x5
x6
问题:如果纸带上测得连续6个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、x4、x5、x6,如何求纸带加速度? ( x6 x5 x4) ( x3 x2 x1) a 2 9T
问题:如果纸带上测得连续4个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、x4,如何求纸带加速度?
o
t
匀变速运动中某段时间内的平均速度等于 这段时间中间时刻的瞬时速度
考点2、求物体运动加速度的方法——图像法
(1)利用平均速度公式
v
n
x x
n
n 1
2T
(2)根据计算的瞬时速度,作出v-t图像 (3)图线的斜率即为物体运动的加速度,即
v
v a t
0 t
图像法求a
纸带在几个点的瞬时速度
1
x / cm
7.40
2
9.45
3
11.40
4
13.47
5
15.65
四:考点探究: 考点1、由纸带粗略地判断物体是否做匀变速直线运动
x1 x2 x3 x4 x5 x6
方法:用“求位移差”法判断物体的运动情况 设相邻计数点之间的位移分别为x1、x2、x3、x4…… ①若物体做匀速直线运动,则x2-x1=x3-x2=x4-x3=0.
②若物体做匀变速直线运动.则Δx=x2-x1=x3-x2=△x≠0,
0 1 2 3 4
x1
x2
a
x3
4T
2
x4
( x4 x3) ( x 2 x1)
问题:如果纸带上测得连续8个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、x4、x5、x6、x7、x8,如何求纸带加速度?
a ( x8 x7 x6 x5) ( x4 x3 x2 x1) 16 T
2 3
2
2、间隔距离为奇数段,也分成时间相等的两段,
0 1 4 5
x1
x2
x3
x4
x5
问题:如果纸带上测得连续5个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、x4、x5,如何求纸带加速度?
a
(x 5
x
4
) (x 2 4T
2
x)
3
问题:如果纸带上测得连续7个相同时间T内的位移为x1、x2、 x3、x4、x5、x6、x7,如何求纸带加速度?
一:原理介绍 结论1:做加速度为a的匀变速直线运动 x a
的物体,在任意两个连续相等的时间T的位移之差
T
2
结论2:做加速度为a的匀变速直线运动的物体,在任意两个
相等的时间T的位移之差
x x
m
n
(m n)a T
n 1
2
结论3:求某一计数点(或计时点)的瞬时速度v,一般 利用“平均速度”法,即
由此看出,此法在取平均值的表象下,实际上只有s1 和s6两个数据被利用,其余的数据s2、s3、s4、s5都 没有用,因而失去了多个数据正负偶然误差互相抵消 的作用,算出的结果的误差较大。
a
x
T2
方法三、用剪纸带法求a v
用纸带宽度表示时间间隔0.1s
用纸带长表示0.1s内的位移
用纸带上端中点表示位移中点的瞬时速度
6
17.65
7
19.60
8
20.03
t / s
V /(m.s 1 )
0.2
0.370
0.2
0.473
0.2
0.570
0.2
0.674
0.2
0.783
0.2
0.883ຫໍສະໝຸດ 0.20.9800.2
1.00
v/(m· s -1 ) 1.0
0.8
v
0.6
0.4
t
v 0.6 m s a 1.053 m s 2 t 0.57 s
vn
x x
n
x
n
n
x
2T
n 1
二、关键器材
• • • • • 1.打点计时器: 2.电源及频率 3.刻度尺及读数规则 4.细丝线 5.小车及钩码
三、关键步骤
• • • • • 1.安长木板 2.安打点计时器: 3.安小车,调 滑轮、细丝线 4.通电再松手…..断电,换纸带重做实验 5.选纸带
1 2 3 4 5 6 t/10 -1s 7
0.2
0
2、纸带求物体运动加速度的方法——图像法
(1)利用公式x/t=v0十at/2 (2)根据计算的x/t和t,作出x/t-t图像 (3)图线的斜率即为a/2,即
x/t
k a / 2求加速度
0 t
考点3:求物体运动加速度的方法——逐差法
1、间隔距离为偶数段,分成时间相等的两段
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