研究匀变速直线运动
1.2.匀变速直线运动的研究解析
匀变速直线运动的研究知识要点一、匀变速直线运动1.定义:在相等的时间内速度变化相等的直线运动叫做匀变速直线运动.2.特点:加速度a=恒量，即速度均匀变化.3.基本公式(1)at v v t +=0 (2)2021at t v s += (3)as v v t 2202=- (4)t v v s t 20+= 说明:①以上四个公式中共有五个物理量：s 、t 、a 、v 0、v t ，这五个物理量中只有三个是独立的，可以任意选定.只要其中三个物理量确定之后，另外两个就唯一确定了.每个公式中只有其中的四个物理量，当已知某三个而要求另一个时，往往选定一个公式就可以了.如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等，那么另外的两个物理量也一定对应相等.②符号:以上五个物理量中，除时间t 外，s 、v 0、v t 、a 均为矢量.一般以v 0的方向为正方向，以t =0时刻的位移为零.对已知量代入公式时要带上正负号，与v 0方向相同的量为正值，反之为负.对未知量一般假设为正，若计算结果为正，则表示与v 0方向相同，反之则表示与v 0方向相反.另外，在规定v 0方向为正的前提下，若a 为正值，表示物体做加速运动，若a 为负值，则表示物体做减速运动；若v 为正，表示物体沿正方向运动，；若v 为负，表示物体沿反方向运动；若s 为正值，表示物体位于出发点的前方，若s 为负值，表示物体位于出发点之后.③以上各式仅适用于匀变速直线运动，包括有往返的情况，对于匀变速曲线运动和变加速运动均不成立.4、匀变速直线运动问题的解题步骤：(1)选定研究对象.(2)明确运动性质：是匀速运动还是匀变速运动，是加速还是减速，位移方向如何等.(3)分析运动过程，并根据题意画草图.要对整个运动过程有个全面了解，分清经历几个不同过程. (4)根据已知条件及待求量，选定有关公式列方程. (5)统一单位，求解方程.(6)分析所得结果，并注意对结果进行有关讨论，舍去不合理部分. 二、匀变速直线运动的几个重要推论1.Δs=aT 2，即任意相邻相等时间内的位移之差相等.可以推广到s m -s n =(m-n)aT 22.中间时刻瞬时速度与中间位置瞬时速度 202t t v v v +=，某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
实验01 研究匀变速直线运动(解析版)
实验01研究匀变速直线运动●注意事项1.平行:纸带和细线要和长木板平行。
2.两先两后:实验中应先接通电源,后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带。
3.防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,要防止钩码落地和小车与滑轮相撞。
4.减小误差:小车的加速度要适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6-7个计数点为宜。
5.准确作图:在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏,而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条直线。
●误差分析1.使用刻度尺测量计数点间距离时有误差。
2.作v-t图象时出现作图误差。
3.电源频率不稳定,造成打点的时间间隔不完全相同。
4.长木板粗糙程度不均匀,小车运动时加速度有变化造成误差。
【典例1】[常规实验——基本仪器及原理]打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，下图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，(1)乙图是________计时器(填“电磁打点”或“电火花”)，所接电源为频率为50Hz的__________V的________电源时(填直流或交流)，每隔_________s打一次点；(2)在某次实验中，小车拖动纸带做匀加速直线运动，打点计时器所用的电源频率为50Hz，实验得到的一条纸带如下图所示，纸带上每5个点取一个计数点，按时间顺序取A、B、C、D、E五个计数点，实验中已得出相邻两计数点间的距离如下图所示(单位：cm)①实验中，必要的措施是________(多选)；A.细线必须与长木板平行B.先释放小车再接通电源C.挂的钩码个数越多越好D.小车应从靠近打点计时器处释放②从纸带可以看出物体在做________________直线运动，在计数点B所代表的时刻，小车运动的瞬时速度大小为v B=__________m/s，小车的加速度大小为a=___________m/s2(保留三位有效数字．．．．．．)。
1 匀变速直线运动的研究
匀变速直线运动的研究➢ 知识梳理一、匀变速直线运动的基本规律1.概念：沿着一条直线，且加速度不变的运动。
2.分类：①匀加速直线运动：加速度方向与初速度方向相同； ②匀减速直线运动：加速度方向与初速度方向相反。
❖ 无初速度时，物体做匀加速直线运动 3.条件：加速度方向与速度方向在同一条直线上。
4.基本公式：①速度与时间关系：at v v +=0 ②位移与时间关系：2021at t v x += ③速度与位移关系：ax v v 2202=-二、重要推论①任意两个连续相等时间间隔(T )内的位移之差相等：212312aT x x x x x x x n n =-==-=-=∆- ❖ 此性质还可以表示为：2)(aT m n x x m n -=-②一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，也等于这段时间初、末时刻速度矢量和的一半：202tv v v v t +== ③位移中点速度22202t x v v v +=❖ 不论是匀加速直线运动还是匀减速直线运动都有：22x t v v <三、初速度为零的匀加速直线运动的重要结论①1T 末，2T 末，3T 末，…，nT 末的瞬时速度之比：n v v v v n ::3:2:1::::321 =②第1个T 内，第2个T 内，第3个T 内，…，第n 个T 内的位移之比：)12(::5:3:1::::321-=n x x x x n ③通过连续相等的位移所用时间之比：)1(::)23(:)12(:1::::321----=n n t t t t n 四、自由落体运动和竖直上抛运动 1.自由落体运动①定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动，其初速度为零，加速度为g 。
②运动规律（1）速度公式：gt v = （2）位移公式：221gt h =（3）速度位移关系式：gh v 22= 2.竖直上抛②定义：将物体以一定初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动。
研究匀变速直线运动
5 实验：研究匀变速直线运动
1.打点计时器的使用
一同学在使用打点计时器时，纸带上点 不是圆ห้องสมุดไป่ตู้而是一些短线，这可能的原因是( ) A．接在直流电源上 B．电源电压不稳 C．电源频率不稳 D．打点针压得过紧
解析：接在直流电源上不会打点，A 错．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电 压有关，B错．频率不同打的点仍为圆点，故C 错．打点针压得过紧，针和纸接触时间长，打 出一些短线，D正确．
解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验 时应先接通电源再放开纸带，A错．根据相等的 时间间隔内通过的位移有xM xN M N at 2， 可知 s6 s1 等于 s2 s1 的5倍，B错．根据B点为 xAC A与C的中间时刻点有vB ，C对；由于相邻 2t 的计数点之间还有4个点没有画出，所以时间间隔 为0.1s，D错．
某学生在练习使用打点计时器出现下列 现象，纸带穿过限位孔，拉动纸带，接 通打点计时器，但在纸带上打不上点， 其可能的原因 是复写纸使用时间 . 过长或打点计时器的振针过高
2.实验数据的处理 “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50Hz)，得 到如图1-5-1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( ) 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0.02s 图1- 1 5-
图1-5-2
因每两计数点之间还有3个点，故相邻 计数点间对应的时间间隔T=0.02×4s=0.08s， 由逐差法可得：a=(x4-x1)/3T2=2.31m/s2
匀变速直线运动的研究
第一章 运动的描述第二章 匀变速直线运动的研究要点解读一、质点1．定义：用来代替物体而具有质量的点。
2．实际物体看作质点的条件：当物体的大小和形状相对于所要研究的问题可以忽略不计时，物体可看作质点。
二、描述质点运动的物理量1．时间：时间在时间轴上对应为一线段，时刻在时间轴上对应于一点。
与时间对应的物理量为过程量，与时刻对应的物理量为状态量。
2．位移：用来描述物体位置变化的物理量，是矢量，用由初位置指向末位置的有向线段表示。
路程是标量，它是物体实际运动轨迹的长度。
只有当物体作单方向直线运动时，物体位移的大小才与路程相等。
3．速度：用来描述物体位置变化快慢的物理量，是矢量。
（1）平均速度：运动物体的位移与时间的比值，方向和位移的方向相同。
（2）瞬时速度：运动物体在某时刻或位置的速度。
瞬时速度的大小叫做速率。
（3）速度的测量（实验） ①原理：tx v ∆∆=。
当所取的时间间隔越短，物体的平均速度v 越接近某点的瞬时速度v 。
然而时间间隔取得过小，造成两点距离过小则测量误差增大，所以应根据实际情况选取两个测量点。
②仪器：电磁式打点计时器（使用4～6V 低压交流电，纸带受到的阻力较大）或者电火花计时器（使用220V 交流电，纸带受到的阻力较小）。
若使用50Hz 的交流电，打点的时间间隔为0.02s 。
还可以利用光电门或闪光照相来测量。
4．加速度（1）意义：用来描述物体速度变化快慢的物理量，是矢量。
（2）定义：tv a ∆∆=，其方向与Δv 的方向相同或与物体受到的合力方向相同。
（3）当a 与v 0同向时，物体做加速直线运动；当a 与v 0反向时，物体做减速直线运动。
加速度与速度没有必然的联系。
三、匀变速直线运动的规律1．匀变速直线运动（1）定义：在任意相等的时间内速度的变化量相等的直线运动。
（2）特点：轨迹是直线，加速度a 恒定。
当a 与v 0方向相同时，物体做匀加速直线运动；反之，物体做匀减速直线运动。
匀变速直线运动的研究
追及与相遇问题 就广泛的意义来讲，两个物体在一条直线上运动 时相遇的问题，都可以称为追及问题．处理这类 问题要求对匀变速直线运动的规律熟练掌握并能 灵活运用， 同时抓住这类问题的基本特征： 追及、 相遇的基本特征相同，都是在运动过程中某时刻 两个物体处在同一位置．
1．解决追及、相遇问题的一般步骤 (1)分别对两物体运动过程进行分析， 并在同一个图 中画出物体的运动示意图． 在图中标明相应的已知 量． (2)根据两物体的运动性质， 分别列出两个物体的位 移方程(或速度方程)．注意要将两物体运动时间的 关系体现在方程中． (3)由运动示意图找出两物体位移间的关联方程． (4)联立方程求解．
【解析】 由图可知，乙做匀减速运动，初速度 2 v 乙＝10 m/s，加速度的大小 a 乙＝0.5 m/s ；甲做 匀速直线运动， 速度 v 甲＝5 m/s.因为 v－t 图象中， 图线与时间轴包围的面积与位移对应，所以根据 图象可知，时，v 甲＝v 乙，甲、乙两车距离最大； 10～20 s 内，两车距离越来越小，t＝20 s 时，两 车距离为零，即再次相遇．故 A、B、D 错误．因 为 5～15 s 时间内， v 甲＝ v 乙， 所以两车位移相等， 故 C 正确． 【答案】 C
【解析】
如下图所示．
解法一：假设人能追上车，则人与车的位置坐标 相等，即：s1＝s2＝s＋s0. 1 2 12 所以 at ＋25＝vt，即 t ＋25＝6t 2 2 整理得 t2－12t＋50＝0. 人与车能够相遇的条件是 Δ≥0， 而 Δ＝b2－4ac＝144－200＝－56<0， 故方程无解，即人追不上小车．
2．求加速度 逐差法 Δs 虽然用 a＝ 2可以根据纸带求加速度，但只利用 ΔT 一个 Δs 时，偶然误差太大，为此应采取逐差法．
研究匀变速直线运动的实验
研究匀变速直线运动的实验
匀变速直线运动指的是物体在直线上做匀加速或匀减速的运动。
研究匀变速直线运动的实验可以通过以下步骤进行：
1. 准备实验器材：实验器材包括小车、光电门、计时器、线轮、杠杆等。
2. 建立直线运动模型：设置好实验小车在直线轨道上的运动路线,并制定好实验计划。
3. 测量起点速度：通过给小车一个初速度来开始实验,在车经过起点时使用计时器计算其通过起点的时间,再通过杠杆计算小车的起点速度。
4. 测量运动过程中的速度：通过将小车放在轨道上并用光电门记录它通过每段路程的时间,可以得到小车在不同时刻的速度。
5. 测量运动过程中的加速度：通过计算小车在不同时刻的速度变化率来计算小车的加速度。
6. 计算运动的位移和时间：通过测量小车运动开始和结束时的位置以及小车经过每个点的时间,计算小车在整个过程中的位移和时间。
7. 分析实验结果：将实验数据进行整理和分析,得出小车的加速度,速度和位移变化等规律。
通过以上实验,可以深入理解匀变速直线运动的规律,并且了解运动学中的基础概念与公式。
实验1_研究匀变速直线运动(上课用)
【例4】一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于 盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的 角速度. 实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片. 实验步骤: (1)如右图所示,将电磁打点计时器 固定在桌面上,将纸带的一端穿过 打点计时器的限位孔后,固定在待 测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时, 纸带可以卷在圆盘侧面上.
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【实验器材】 电磁打点计时器 (或电火花计时器)、一端附有滑轮的 长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、 电源、复写纸片. 【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. 2.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.实验装置见图所示, 放手后,看小车能否在木板上平 稳地加速滑行. 3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,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.
【数据处理】 数据处理】 由实验数据得出v 图象.根据表格中的v 由实验数据得出v-t图象.根据表格中的v、t数据,在 数据, 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 平面直角坐标系中仔细描点，再用平滑曲线连接各点， 就得到本次实验的v 图象，它应该是一条倾斜的直线. 就得到本次实验的v-t图象，它应该是一条倾斜的直线. 如图可以看到,对于每次实验, 如图可以看到,对于每次实验,描出的几个点都大致落 在一条直线上. 在一条直线上. 作图线时要注意： 作图线时要注意：要使同一次实验得到的各点尽量 落到直线上,落不到直线上的点, 落到直线上,落不到直线上的点,应均匀分布在直线的 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角， 两侧。连线时不能画成折线，不能出现折角，必须用 折线 折角 平滑曲线连接各点。 平滑曲线连接各点。 连接各点
实验研究匀变速直线运动
研究匀变速直线运动一、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．会利用纸带测定匀变速直线运动的加速度．二、实验原理1．打点计时器(1)作用：计时仪器，每隔_______s打一次点．(2)工作条件:电磁打点计时器：_______________电源电火花计时器：______________电源(3)纸带上点的意义：①表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置；②通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．2．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法设x1、x2、x3、x4……为纸带上相邻两个计数点之间的距离，假如△x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=……=常数，即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做匀变速直线运动．3．由纸带求物体运动速度的方法4．由纸带求物体运动加速度的方法三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸．四、实验步骤1. 把带有滑轮的长木板平放在实验桌上，把滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，并把打点计时器连接在电源上。
2. 把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边挂上合适的钩码。
把纸带穿过打点计时器的复写纸下，并把它的一端固定在小车的后面。
3. 把小车停止靠近打点计时器处，接通电源等打点计时器计时稳定后，放开小车。
4. 换上新纸带，重复实验3次五、注意事项1．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定工作后，再释放纸带．2．释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置．3．使用电火花计时器时应注意把两条白纸带正确穿好墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面．4．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃开头密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T．习题精选1. “研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如图所示的纸带．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( )A ．实验时应先放开纸带再接通电源B ．(s 6－s 1)等于(s 2－s 1)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 s2．在一次实验中，如果某同学不知道实验所使用的交流电电源的实际频率已超过50 Hz ，那么他计算出来的平均速度值与真实值相比是( )A ．偏大B ．偏小C ．相等D ．不能确定3．图是用纸带拖动小车用打点计时器测定匀变速运动的加速度打出的一条纸带.A 、B 、C 、D 、E 为我们在纸带上每隔四个点（或每五个点）所选的记数点.试求：(1) 打点计时器打下B 、C 、D 各点时小车的即时速度,(2) 小车的加速度.4．已知打点计时器接的交流电频率是f ，用它记录一个匀变速运动小车的位移，打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4、5如图所示．某同学测量出1与2两点间的距离为，4与5两点间的距离为，由此可算出小车运动的加速度a ＝________．5. 如图所示，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 =0.10s ，其中S 1=7.05cm 、S 2=7.68cm 、S 3=8.33cm 、S 4=8.95cm 、S 5=9.61cm 、S 6=10.26cm ，则A 点处瞬时速度的大小是_______m/s ，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______m/s 2（计算结果保留两位有效数字）．6. 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1-5-15所示．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点，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 ，则打C 点时小车的瞬时速度大小为m/s ，小车运动的加速度大小为 m/s 2，AB 的距离应为 cm ．（保留三位有效数字）S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 A7. 如图，是研究物体做匀变速直线运动的实验得到的一条纸带（实验中打点计时器所接低压交流电源的频率为50 Hz ），从O 点后开始每5个计时点取一个记数点(即相邻两个计数点之间有4个计时点没有画出)，依照打点的先后顺序依次编为0、1、2、3、4、5、6，测得s1=5.18 cm ，s2=4.40 cm ，s3=3.62 cm ，s4=2.78cm ，s5=2.00 cm ，s6=1.22 cm ．(有数值计算的保留两位有效数字)①相邻两记数点间的时间间隔为 s ；②物体的加速度大小a= m/s 2，方向 （填A →B 或B →A ）；3时，物体的速度大小v 3=m/s ．8.如图所示，物体从光滑斜面上的A 点由静止开始下滑，经过B 点后进入水平面（设经过B 点前后速度大小不变），最后停在C 点.每隔0.2秒钟通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．（重力加速度g ＝10 m/s 2），求：⑴斜面的倾角α； ⑵物体与水平面之间的动摩擦因数μ； ⑶t ＝0.6 s 时的瞬时速度v ．9．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸 带上每5个计时点取好了一个计数点，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、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图1－4－14所示．请根据给出的A 、B 、C 、D 四段纸带回答：(填字母)(1)从纸带A 上撕下的那段应该是B 、C 、D 三段纸带中的________．(2)打A 纸带时，物体的加速度大小是________m/s 2.t （s ）0.0 0.2 0.4 … 12 14 … v （m/s ） 0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 … α A B C。
实验研究匀变速直线运动
大一点．
2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器 稳定工作后，再释放小车． 3．释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．
4．使用电火花计时器时应注意把两条白纸带正确穿好，墨
粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让
纸带通过限位孔，压在复写纸下面．
5．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在绳的另一端挂上 合适的钩码,把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下 面),并把纸带的一端固定在小车的后面. 3.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. 取下纸带,换上新纸带,重复实验三次.
高考真题
[例1] (2010· 全国卷Ⅱ)利用图实－4－6
中所示的装置可以研究自由落体运动．
实验中需要调整好仪器，按通打点计 时器的电源，松开纸带，使重物下落， 打点计时器会在纸带上打出一系列的小点．图实－4－6 (1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有
________．(填入正确选项前的字母)
例1：一位同学在用打点计时器做“测匀变速直线运
动加速度”的实验时,纸带上打出的不是圆点而是
如图所示的一些短线,这可能是因为(
A.打点计时器错接在直流电源上
)
B.电源电压不稳定
C.电源的频率不稳定
D.振针压得过紧
解析:当振针距离复写纸片间隙过小时,每一个打点周
期内就会有较长一段时间接触并挤压在复写纸上,
时器,交流电源的频率是50 Hz,由纸带上打出的某一点开 始,每5个点剪下一段纸带,如图所示,每一小段纸带的一 端与x轴相重合,一边与y轴平行,将纸带依次贴在坐标系 中,求:
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面记作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、
3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离 人教版物理
实验 一 研究匀变速直线运动
x4－x1 x5－x2 G．根据公式 a1＝ ，a2＝ ， 3T2 3T2
6 3 1 2 3 实 a3＝ 及 a＝ 求出 a 3T2 3 验 理 [解析] 在实验中尽可能地保证小车做匀变速直线运 论 要 动，同时也要求纸带能尽可能地直接反映小车的运动情 记 牢 况，既要减小运动误差也要减小纸带的分析误差。其中E
实验 一 研究匀变速直线运动
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实 验 理 论 要 记 牢
一、实验目的
(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸 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(Δx ＝aT2)。 (3)测定匀变速直线运动的加速度。 人教版物理
命 题 角 度 全 扫 描
实验 一 研究匀变速直线运动 二、实验原理
1．打点计时器
实 验 时，每隔0.02 s打一次点。 理 电磁打点计时器：6 V以下交流电源 论 (2)工作条件 电火花计时器：220 V交流电源 要 记 2．处理纸带数据时区分计时点和计数点 牢
(1)作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz
命 题 角 度 全 扫 描
计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测
实 验 理 论 要 记 牢
物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。 (2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度， 作出物
体运动的 v－t 图象。若 v－t 图线是一条倾斜的直线，则说 明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。 4．利用纸带数据求解物体的速度、加速度的方法 (1)“平均速度法”求物体在某点的瞬时速度，即 vn ＝ xn＋xn＋1 2T ，如图实－1－1 所示。
实 验 理 论 要 记 牢
命 题 角 度 全 扫 描
图实－1－6
人教版物理
实验 一 研究匀变速直线运动
实 验 理 论 要 记 牢
解析：(1)打点计时器应使用交流电源，测量位移需用到刻 度尺。 (2)为充分利用纸带和实验的顺利进行，可知 A、D 正确。 (3)相邻计数点之间都还有 4 个点未画出， 说明相邻计数点 之间的时间间隔是 0.1 s。 由全程的平均速度等于中间时刻 14.55－6.45×10－2 的瞬时速度得 v4＝ m/s≈0.41 m/s。 2×0.1 19.70－6.45－6.45 2 由 Δx＝aT 得 a＝ ×10－2 m/s2≈0.76 2 9×0.1 m/s2。
x －x
a ＋a ＋a
命 题 角 度 全 扫 描
项中的电源应采用交流电源，而不是直流电源。 [答案] ABCDFG
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实验 一 研究匀变速直线运动 [题组演练] 1．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计
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时
器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如图实－1－5所
全 要 准确度较高。 扫 记 这个表达式也可以根据下列思路得到：把(x1＋x2＋x3) 描 牢
和(x4＋x5＋x6)分别看做 xⅠ、xⅡ，利用 xⅡ－xⅠ＝at2，其中 t ＝3T。 同理可得(x3＋x4)－(x1＋x2)＝4aT2。
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实验 一 研究匀变速直线运动 三、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定
(1)根据纸带测量的位移有误差。
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(2)电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完 全相等。 (3)纸带运动时打点不稳定引起测量误差。 (4)用作图法，作出的v－t图象并不是一条直线。
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(5)木板的粗糙程度并非完全相同，这样测量得到的
加速度只能是所测量段的平均加速度。
D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s
解析：中间时刻的瞬时速度等于全程的平均速度，所以 vB x2＋x3 ＝ ，所以 C 正确；x6－x1＝5(x2－x1)，所以 B 错误； 2T 相邻计数点间的时间间隔是 0.1 s，D 错误；按照实验要求应 该先接通电源再放开纸带，所以 A 错误。 答案：C
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(2)实验过程中，下列做法正确的是________。 A．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源 C．将接好纸带的小车停在靠近滑轮处 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处 (3)如图实－1－6所示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4个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共 7个计数点，测出1、2、3、4、5、6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所代表时刻的瞬时速度大小v4＝ ________ m/s，小车的加速度大小为________ m/s2。(保留2位有效数 字)
量和计算时在纸带上所选取的点，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”取点方法是一样的。 人教版物理
实验 一 研究匀变速直线运动
3．判断物体的运动是否为匀变速直线运动的方法
(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、 x2、x3、x4、…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，则说明
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滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、 导线、电源、复写纸片。 四、实验步骤 1．仪器安装
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(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。
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实验 一 研究匀变速直线运动 五、数据处理 1．由实验数据得出v－t图象
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(1)根据表格中的v、t数据，在直角坐 标系中仔细描点。 (2)作一条直线，使同一次实验得到的 图实－1－3
各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀Biblioteka 命 题 角 度 全 扫 描
实验 一 研究匀变速直线运动 D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小 车的后面 E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后， 实 验 放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上 理 论 打下一系列的点，换上新纸带，重复三次 要 F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开 记 牢 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单位。在选好的开始点下
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2．(2012· 咸阳模拟)在“测定匀变速直线运动加速度”的 实 验中： (1)除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有 滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面 的仪器和器材中，必须使用的有________。(填选项代 号) A．电压合适的50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．刻度尺 D．秒表 E．天平
图实－1－1
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x4－x1 (2)“逐差法”求物体的加速度，即 a1 ＝ 3T2 ，a2 ＝ x5－x2 x6－x3 a1＋a2＋a3 ＝ 3T2 ，a3 ＝ 3T2 ，然后求平均值，即 a＝ 3 实 命 验 x ＋x ＋x －x ＋x ＋x 题 4 5 6 1 2 3 理 ，这样使所测数据全部得到利用， 角 9T2 度 论
cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm。
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图实－1－7
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下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时
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速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车
的瞬时速度。 位置 速度(m·－1) s B 0.737 C 0.801 D E F 0.994
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验中不需要的器材是________________。
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(2)如图实－1－7所示，是某同学由打点计时器得到
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的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计 数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的时间间 隔T＝0.02 s，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33
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 ( )
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图实－1－5
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实验 一 研究匀变速直线运动 A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍
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C．从纸带可求出计数点B对应的速率
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实验原理与操作 实 验 理 论 要 记 牢
[例1] 在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为 了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的 字母填在横线上：________。 A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸 出桌面 B．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 C．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，每次必须由静止释放小车 人教版物理
分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v－t图线， 它是一条倾斜的直线，如图实－1－3所示。
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2．由实验得出的 v－t 图象进一步得出小车运动的速度随时 间变化的规律 有两条途径进行分析： 实