匀变速直线运动的实验报告
原创1： 实验一 研究匀变速直线运动
注意事项 1．平行：纸带、细绳要和长木板平行． 2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时 器的位置． 3．一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车； 实验后先断开电源，后取下纸带． 4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运 动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞．
5．减小误差：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．
物块做减速运动时受到的阻力包括水平桌面的摩擦阻力 和打点计时器对纸带的摩擦阻力，因此根据牛顿第二定律， 得 μmg＋f＝ma，即 μ＝mma－g f，因此用 μ′＝ga计算出的动摩 擦因数比 μ 的真实值偏大．
【答案】 (1) 7 (2)1.00 1.20 (3)2.00 偏大
[高考命题角度分析] 一、本题创新点分析 1．真题溯源——本例中的实验器材、实验原理及利用纸 带求速度、加速度的方法与教材实验是相同的． 2．创新亮点——本例中因计数点 6 位于物体从加速到减 速转折的边缘，因此计数点 6 的速度不能采用求平均速度的 方法直接计算，另外本例中还指出了一种测量物体间动摩擦 因数的方法．
vC＝sD2－TsB＝2.5 m/s.
(3)物体的加速度大小为(_sD__3_sB7_5_2s_A_) f(2用 sA、sB、sD 和 f 表示)．
(3)匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位 移以 aT2 均匀增大，则有 BC＝AB＋aT2，CD＝BC＋aT2＝AB ＋2aT2，BD＝2AB＋3aT2一)实验器材的创新 1．如果提供光电门和刻度尺，我们可以测出遮光的宽度 d， 借助 v＝Δdt求出物体通过光电门的速度，再由 v22－v21＝2ax, 测出 物体的加速度． 2．如果提供闪光照相机和刻度尺，我们可以用处理纸带的方 法，求出物体的瞬时速度及物体的加速度．
匀变速直线实验报告
一、实验目的1. 通过实验验证匀变速直线运动的规律。
2. 熟悉打点计时器的使用方法，掌握实验数据的处理方法。
3. 提高物理实验技能，培养科学探究能力。
二、实验原理匀变速直线运动是指物体在直线上运动时，加速度恒定不变的运动。
根据匀变速直线运动的规律，物体的速度随时间的变化呈线性关系，即 v = v0 + at，其中 v0 为初速度，a 为加速度，t 为时间。
三、实验器材1. 打点计时器2. 电磁打点计时器电源3. 小车4. 细绳5. 滑轮6. 长木板7. 刻度尺8. 钩码9. 导线10. 计算器四、实验步骤1. 将小车固定在长木板上，木板两端分别固定滑轮。
2. 将细绳穿过滑轮，一端连接小车，另一端连接钩码。
3. 将打点计时器与电磁打点计时器电源连接，调整打点计时器，使其在规定时间内打点。
4. 释放小车，使其在重力的作用下做匀变速直线运动。
5. 观察打点计时器纸带上的点，记录下纸带上的点数、点间距和对应的时间。
6. 根据纸带上的点数、点间距和对应的时间，计算出小车在不同时间段的平均速度和加速度。
7. 绘制速度-时间（v-t）图像，分析图像特点。
五、实验数据1. 点数：10个2. 点间距：2cm3. 时间：0.1s六、数据处理与分析1. 计算小车在不同时间段的平均速度和加速度。
- 平均速度v = Δs/Δt- 加速度 a = Δv/Δt其中，Δs 为点间距，Δt 为时间间隔。
2. 根据计算结果，绘制 v-t 图像。
3. 分析 v-t 图像特点，判断小车是否做匀变速直线运动。
七、实验结果1. 小车在不同时间段的平均速度和加速度如下表所示：| 时间（s） | 平均速度（m/s） | 加速度（m/s²） || :-------: | :-------------: | :-------------: || 0.1 | 0.2 | 2.0 || 0.2 | 0.4 | 2.0 || 0.3 | 0.6 | 2.0 || 0.4 | 0.8 | 2.0 || 0.5 | 1.0 | 2.0 || 0.6 | 1.2 | 2.0 || 0.7 | 1.4 | 2.0 || 0.8 | 1.6 | 2.0 || 0.9 | 1.8 | 2.0 || 1.0 | 2.0 | 2.0 |2. 绘制 v-t 图像，图像呈现线性关系，斜率为 2.0 m/s²，说明小车做匀变速直线运动。
实验一研究匀变速直线运动
测量误差：由 于测量工具和 测量方法的限 制，实验结果 存在一定的误
差。
读数误差：实 验过程中，读 数不准确也会 导致误差的产
生。
操作误差：实 验操作不规范 或操作顺序不 当，也会影响 实验结果的准
确性。
环境误差：实 验环境的变化， 如温度、湿度 等因素，也可 能对实验结果
的方法
实验总结与反思
掌握匀变速直线运动的实验原 理和操作方法
理解加速度、速度、位移等物 理量的测量与计算
了解实验误差来源及减小误差 的方法
培养动手能力和科学探究精神
实验操作不规范：部分学生在实验过程中操作不规范，导致实验结果误差较大。 数据处理能力不足：部分学生在处理实验数据时，无法准确地进行计算和分析。 实验时间安排不够合理：部分学生在实验时间安排上不够合理，导致实验进度缓慢。 实验设备不足：部分学校由于实验设备不足，影响了实验的进行和效果。
测量加速度：利用打点计时器和纸 带计算加速度
测量速度：利用打点计时器和纸带 计算瞬时速度
测量位移：利用刻度尺测量纸带上 两点之间的距离
实验步骤
打点计时器
纸带
小车
一端带有定滑轮的 长木板
细绳
钩码
将打点计时器固定在实验台上 连接电源和打点计时器的导线 调整纸带的位置，确保纸带可以自由移动 打开电源，观察打点计时器是否正常工作
打点计时器的工作原理是利用交流电的周期来产生打点的时间间隔。
使用打点计时器时，需要将纸带穿过打点计时器的两个限位孔，并固定在实验台上。
接通电源后，打点计时器开始工作，通过电磁铁吸合和释放带动打点针上下移动，从而在纸带上留下点迹。
实验 匀变速直线运动的研究 实验报告
实验匀变速直线运动的研究实验报告班级___________ 姓名___________ 座号___________ 成绩___________一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。
二、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……则有△s=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214 13T ss a -=225 23T ss a -=……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。
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，刻度尺，导线，电源，钩码，细绳。
四、实验步骤（1）按原理图，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，使细绳跨过滑轮，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列小点。
换上新纸带，重复实验三次。
（4）从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点。
为了测量方便和减小误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=0.02×5=0.1s。
在选好的开始点下面标明A，在第六点下面标明B，在第十一点下面标明C，在第十六点下面标明D，……，点A、B、C、D……叫做计数点，如图所示。
两个相邻计数点间的距离分别是s1、s2、s3……s1s2 s3A B C D（5）测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的长度，把测量结果填入下表1中。
匀变速直线运动实验报告
匀变速直线运动实验报告匀变速直线运动实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过观察和记录匀变速直线运动的物体在不同时间下的位移和速度变化，探究匀变速直线运动的规律，并验证运动学中的相关理论。
二、实验器材与原理1. 实验器材：直线轨道、小车、计时器、测量尺、速度计、电池等。
2. 实验原理：匀变速直线运动是指物体在相等时间间隔内，位移的增量不断增大，速度的变化量也在不断增大的运动。
根据运动学的相关理论，匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比，速度与时间成正比。
三、实验步骤1. 将直线轨道放置在水平桌面上，并确保其平整度。
2. 将小车放置在轨道上，并确保其能够自由滑动。
3. 使用测量尺测量轨道的长度，并记录下来。
4. 将计时器设置为手动模式，并准备好进行实验的计时。
5. 将小车推动到轨道的一端，并在计时器启动后，用力将小车推动，使其沿轨道做匀变速直线运动。
6. 当小车到达轨道的另一端时，立即停止计时器，并记录下用时。
7. 使用速度计测量小车在不同时间点的速度，并记录下来。
四、实验数据处理与分析1. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的位移，并绘制位移-时间图像。
2. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的速度，并绘制速度-时间图像。
3. 分析位移-时间图像和速度-时间图像的特征，探究匀变速直线运动的规律。
4. 根据实验数据和分析结果，验证运动学中的相关理论。
五、实验结果与结论通过实验数据处理与分析，我们得到了位移-时间图像和速度-时间图像。
位移-时间图像呈现出一条平滑的曲线，且曲线的斜率逐渐增大，表明小车的位移随时间的增加而增大。
速度-时间图像呈现出一条直线，且斜率保持恒定，表明小车的速度在匀速增加。
根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比。
2. 匀变速直线运动的速度与时间成正比。
3. 实验结果验证了运动学中的相关理论。
六、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。
匀变速直线运动实验观察与计算
XX
PART 05
实验误差与改进
REPORTING
误差来源分析
01
02
03
测量误差
由于测量设备的精度限制 或人为操作不当导致的误 差。
环境误差
如温度、湿度、气压等环 境因素对实验结果的影响 。
方法误差
实验方法或数据处理方法 本身可能引入的误差。
减小误差的方法
提高测量精度
使用更精确的测量设备， 改进测量方法。
速度-时间关系分析
绘制速度-时间曲线图，观察运动物体 的速度随时间的变化规律
根据曲线图分析物体的加速度大小和方 向
利用数学方法拟合速度-时间曲线，得 到速度与时间的关系式，进而求得加速
度的值
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PART 04
计算方法与结果
REPORTING
初始速度和加速度计算
通过测量物体在初始位置的瞬时速度，可以得到初始速度。
根据记录的位移和时间数据， 绘制物体的位移-时间图像（xt图像）。
在x-t图像中，横轴表示时间t ，纵轴表示位移x，根据数据描 点并连接成平滑的曲线。
通过x-t图像可以直观地观察物 体在不同时间段内的位移变化 ，以及物体的运动速度和加速 度等信息。
XX
PART 03
数据处理与分析
REPORTING
控制环境因素
在实验过程中严格控制温 度、湿度等环境因素，以 减小其对实验结果的影响 。
多次测量取平均值
通过多次重复实验并取平 均值，可以减小随机误差 对实验结果的影响。
实验改进建议
优化实验设计
改进实验方案，使实验过程更加合理、有效。
引入更先进的测量技术
采用更先进的测量技术和设备，提高测量精度和效率。
物理实验报告匀变速
一、实验目的本次实验旨在通过实验验证匀变速直线运动的规律，测定物体的加速度，并分析影响加速度的因素。
二、实验原理匀变速直线运动是指物体在直线运动过程中，加速度保持不变的运动。
其运动规律可用以下公式表示：\[ v = v_0 + at \]\[ s = v_0t + \frac{1}{2}at^2 \]其中，\( v \) 为物体在时间 \( t \) 时的速度，\( v_0 \) 为物体的初速度，\( a \) 为物体的加速度，\( s \) 为物体在时间 \( t \) 内的位移。
三、实验器材1. 打点计时器2. 电磁打点计时器电源3. 小车4. 细绳5. 滑轮6. 长木板7. 刻度尺8. 钩码9. 两根导线四、实验步骤1. 将长木板固定在实验台上，将滑轮安装在木板的一端，并连接细绳。
2. 将小车放在木板的一端，将细绳穿过滑轮，一端固定在钩码上，另一端连接到小车上。
3. 将打点计时器连接到电磁打点计时器电源上，并将纸带固定在打点计时器上。
4. 启动打点计时器，释放小车，让小车沿木板运动，同时记录打点计时器上的打点情况。
5. 停止小车运动，将纸带从打点计时器上取下，用刻度尺测量纸带上各点之间的距离，计算小车的加速度。
五、实验数据及处理1. 实验数据：| 时间 \( t \) (s) | 速度 \( v \) (m/s) | 位移 \( s \) (m) || :--------------: | :-----------------: | :---------------: || 0.1 | 0.0 | 0.0 || 0.2 | 0.1 | 0.05 || 0.3 | 0.2 | 0.15 || 0.4 | 0.3 | 0.35 || 0.5 | 0.4 | 0.55 |2. 数据处理：(1) 根据实验数据，计算小车的加速度：\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0.4 - 0.0}{0.5 - 0.0} = 0.8 \, \text{m/s}^2 \](2) 根据实验数据，计算小车在不同时间内的位移：\[ s_1 = 0.05 \, \text{m} \]\[ s_2 = 0.15 \, \text{m} \]\[ s_3 = 0.35 \, \text{m} \]\[ s_4 = 0.55 \, \text{m} \](3) 根据实验数据，绘制速度-时间图像和位移-时间图像。
高中物理实验一研究报告匀变速直线运动
实验一 研究匀变速直线运动一、实验目的物理老师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 ＝aT 2)． 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(1)作用：计时仪器，每隔0.02 s 打一次点． (2)工作条件⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器：4 V ～6 V 交流电源电火花计时器：220 V 交流电源(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距离，可以判断物体的运动情况． ③可以利用纸带上打出的点来确定计数点间的时间间隔． 2．利用纸带判断物体运动状态的方法(1)沿直线运动的物体在连续相等时间不同时刻的速度分别为v 1、v 2、v 3、v 4、…，若v 2－v 1＝v 3－v 2＝v 4－v 3＝…，则说明物体在相等时间速度的增量相等，由此说明物体在做匀变速直线运动，即a ＝Δv Δt ＝Δv 1Δt ＝Δv 2Δt ＝….(2)沿直线运动的物体在连续相等时间的位移分别为x 1，x 2，x 3，x 4…，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝x 4－x 3＝…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx ＝aT 2. 3．速度、加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度：如图1所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，且满足x 6－x 5＝x 5－x 4＝x 4－x 3＝x 3－x 2＝x 2－x 1，即a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2，然后取平均值，即a ＝a 1＋a 2＋a 33，这样可使所给数据全部得到利用，以提高准确性．图1(2)“平均速度法”求速度：得到如图2所示的纸带，相邻两点的时间间隔为T ，n 点的瞬时速度为v n .即v n ＝(x n ＋x n ＋1)2T.图2(3)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v －t 图象，直线的斜率即加速度．图4 图5三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)，一端附有定滑轮的长木板、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(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，细绳跨过定滑轮，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3所示，放手后，看小车能否在木板上平稳地加速滑行．图32．测量与记录(1)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． (2)从三条纸带中选择一条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点，从后边便于测量的点开始确定计数点，为了计算方便和减小误差，通常用连续打点五次的时间作为时间单位，即T ＝0.1 s ．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入设计的表格中(3)利用某一段时间的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点的瞬时速度．(4)增减所挂钩码数，再重复实验两次． 3．数据处理及实验结论(1)由实验数据得出v －t 图象 ①根据表格中的v 、t 数据，在平面直角坐标系中仔细描点，如图4所示可以看到，对于每次实验，描出的几个点都大致落在一条直线上．②作一条直线，使同一次实验得到的各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的点，应均匀分布在直线的两侧，这条直线就是本次实验的v －t 图象，它是一条倾斜的直线． (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 ①分析图象的特点得出：小车运动的v －t 图象是一条倾斜的直线如图5所示，当时间增加相同的值Δt 时，速度也会增加相同的值Δv ，由此得出结论：小车的速度随时间均匀变化．②通过函数关系进一步得出：既然小车的v －t 图象是一条倾斜的直线，那么v 随t 变化的函数关系式为v ＝kt ＋b ，显然v 与t 成“线性关系”，小车的速度随时间均匀变化． 五、注意事项1．交流电源的电压及频率要符合要求．2．实验前要检查打点计时器打点的稳定性和清晰程度，必要时要调节振针的高度和更换复写纸． 3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器．4．先接通电源，打点计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源．图7 5．要区别打点计时器打出的计时点与人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，即时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s.6．小车另一端挂的钩码个数要适当，避免因速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上的点过于密集．7．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，弄清楚相邻计数点间所选的时间间隔T .8．测x 时不要分段测量，读数时要注意有效数字的要求，计算a 时要注意用逐差法，以减小误差．考点一 完善实验步骤例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误的步骤有________．A ．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源 B ．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上合适的钩码D ．取下纸带E ．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔________________________________________________________________________将以上步骤完善并填写在横线上(遗漏的步骤可编上序号G 、H ……)；实验步骤的合理顺序为：________________. 考点二 纸带数据的处理 例2 (2010·理综·34(1))如图6是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图6(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz ，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)ABCD 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A 、B 两点间距x ＝________；C 点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．例3 某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图7.长直平板一端放在水平桌面上，另一端架 在一物块上．在平板上标出A 、B 两点，B 点处放置一光电门，用 光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间． 实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d ，用天平测量滑块的质量m ；②用直尺测量A 、B 之间的距离s ，A 点到水平桌面的垂直距离h 1，B 点到水平桌面的垂直距离h 2； ③将滑块从A 点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t ； ④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值t ；图9⑤利用所测数据求出摩擦力F f 和斜面倾角的余弦值cos α；⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F f －cos α关系曲线．(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g )；①斜面倾角的余弦cos α＝________________；②滑块通过光电门时的速度v ＝________； ③滑块运动时的加速度a ＝______________； ④滑块运动时所受到的摩擦阻力F f ＝________.(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图8所示，读得d ＝________________.图8实验原理迁移创新高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，即所谓情境新 而知识旧．因此做实验题应注重迁移创新能力的培养，用 教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题．针对本题， 纸带的处理、游标卡尺的读数、匀变速直线运动规律以及 牛顿第二定律，都是教材中的重点知识，只要熟练掌握， 就不难解答本题．1. 如图9所示是做匀加速直线运动的小车带动打点计时器在纸带上打出的点的一部分．图中每相邻两点之间还有四个点没有画出，交流电的频率为50Hz ，测得第二个、第三个计数点与零点相距d 2＝6.0 cm ，d 3＝10.0 cm ，则 (1)第一个、第四个计数点与零点相距d 1＝________；d 4＝________；(2)物体经过第一个、第二个计数点的瞬时速度v 1＝_____，v 2＝________；物体的加速度a ＝________. 2．(2010·理综·22(1))某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f ＝50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点．因保存不当，纸带被污染．如图10所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：x A ＝16.6 mm 、x B ＝126.5 mm 、x D ＝624.5 mm.图10若无法再做实验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点的时间间隔为________s ；(2)打C 点时物体的速度大小为__________m/s(取2位有效数字)； (3)物体的加速度大小为________(用x A 、x B 、x D 和f 表示)．3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图11所示，是一条记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个点没有画出，交流电的频率为50 Hz.图13图14图11(1)在打点计时器打B 、C 、D 点时，小车的速度分别为v B ＝________ m/s ；v C ＝________ m/s ；v D ＝________m/s.(2)在如图12所示的坐标系中画出小车的v －t 图象．图12(3)将图线延长与纵轴相交，交点的速度是________，此速度的物理含义是__________________． 4．如图13所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静 止开始自由下落，利用此装置可以测量重力加速度． (1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需____(填字母代号)中的器材． A ．直流电源、天平及砝码 B ．直流电源、毫米刻度尺 C ．交流电源、天平及砝码 D ．交流电源、毫米刻度尺 (2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v －t 图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是__________，横轴表示的是________． 5．(2011·课标·23)利用图14所示的装置可测量滑块在斜面上运 动的加速度．一斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙 固定在斜面上靠近底端处，光电门甲的位置可移动．当一带有遮光片的滑块自斜面上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以显示出遮光片从光电门甲滑至乙所用的时间t .改变光电门甲的位置进行多次测量，每次都使滑块从.s (m) 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 0.950 t (ms) 292.9 371.5 452.3 552.8 673.8 776.4 s /t (m ·s －1) 1.711.621.551.451.341.22完成下列填空和作图：(1)若滑块所受摩擦力为一常量，滑块加速度的大小a 、滑块经过光电门乙时的瞬时速度v t 、测量值s 和t 四个物理量之间所满足的关系式是______________；(2)根据表中给出的数据，在图15给出的坐标纸上画出st－t 图线；图15(3)由所画出的st－t 图线，得出滑块加速度的大小为a ＝__________m/s 2(保留2位有效数字)．6．某校研究性学习小组的同学用如图16甲所示的滴水法测量小车在斜面上运动时的加速度．实验过程如下：在斜面上铺上白纸，用图钉固定；把滴水计时器固定在小车的末端，在小车上固定一平衡物；调节滴水计时器的滴水速度，使其每0.2 s 滴一滴(以滴水计时器盛满水为准)；在斜面顶端放置一浅盘，把小车放在斜面顶端，把调好的滴水计时器盛满水，使水滴能滴入浅盘；然后撤去浅盘并同时放开小车，于是水滴在白纸上留下标志小车运动规律的点迹；小车到达斜面底端时立即将小车移开．图乙为实验得到的一条纸带，用刻度尺量出相邻点之间的距离是x 01＝1.40 cm ，x 12＝2.15 cm ，x 23＝2.91 cm ，x 34＝3.65 cm ，x 45＝4.41 cm ，x 56＝5.15 cm.试问：图16(1)滴水计时器的原理与课本上介绍的________原理类似．(2)由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度v 4＝________m/s ，小车的加速度a ＝________m/s 2.(结果均保留2位有效数字)答案课堂探究例1 AD G ．换上新纸带重复实验三次 BEFCADG 例2 (1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s例3 (1)①1ss 2－(h 1－h 2)2②d t③d 22s t 2④mg h 1－h 2s －m d 22s t2 (2)3.62 cm随堂训练1．(1)2.67 cm 14.67 cm (2)30 cm/s 36.67 cm/s 66.67 cm/s 2 2．(1)0.1 (2)2.5(3)(x D －3x B ＋2x A )f 2753．见解析4．(1)D (2)v 22－h 速度平方的二分之一 重物下落的高度5．(1)s ＝v t t －12at 2或s t ＝v t －12at(2)见解析中图 (3)2.06．(1)打点计时器 (2)0.20 0.19。
实验_研究匀变速直线运动
实验一研究匀变速直线运动1.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、复写纸片.2.实验原理(如图1所示)图13.实验步骤(1)按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，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；(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行.(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，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜. (5)小车从靠近打点计时器位置释放.1.数据处理 (1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等. (2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质. ②利用逐差法求解平均加速度a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T 2③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T＝d n ＋1－d n －12T④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度. 2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx ＝aT 2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.命题点一 教材原型实验例1 (2017·全国卷Ⅰ·22)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2(a)所示.实验时，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)图2(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.(结果均保留两位有效数字) 答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.038解析 (1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，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T ＝3045 s＝23 s ，所以A 点位置的速度为v A ＝0.117＋0.1332×23 m/s ≈0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a ＝x 5＋x 4－x 2＋x 16T 2，解得a ≈－0.038 m/s 2，故加速度的大小为0.038 m/s 2.变式1如图3所示，是某同学由打点计时器得到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，打点计时器打点的频率f＝50 Hz，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.图3(1)下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，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.(结果保留三位有效数字)(2)以A点为计时起点，在图4中画出小车的速度—时间图线.图4(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________.(选填“大”或“小”)答案(1)0.864 0.928 (2)如图所示(3)0.64 (4)大命题点二实验拓展创新1.复习启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.2.情景拓展3.数据处理(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间Δt，由v＝dΔt求速度.(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.类型1 实验情景创新例2(2017·全国卷Ⅱ·22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.图5实验步骤如下：①如图5(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v －Δt 图，如图(c)所示. 完成下列填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v 与v A 、a 和Δt 的关系式为 v ＝________.(2)由图(c)可求得v A ＝______ cm/s ，a ＝______ cm/s 2.(结果保留3位有效数字) 答案 (1)v A ＋12a Δt (2)52.1 16.6解析 (1)设挡光片末端到达光电门的速度为v ，则由速度时间关系可知：v ＝v A ＋a Δt ，且v＝v A ＋v2联立解得：v ＝v A ＋12a Δt ；(2)由图(c)可读出v A ≈52.1 cm/s ，图线的斜率k ＝12a ＝53.6－52.4－－3cm/s 2≈8.28cm/s 2，即a ≈16.6 cm/s 2. 类型2 实验方法拓展例3 某研究性学习小组用图6装置来测定当地重力加速度，主要操作如下： ①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t ，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h ，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v ；③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作.测出多组(h ，t )，计算出对应的平均速度v ；④画出v－t图象.图6图7请根据实验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为________.(用v0、g和t表示)(2)实验测得的数据如下表：请在图7坐标纸上画出v－t图象.(3)根据v －t 图象，可以求得当地重力加速度g ＝______ m/s 2，试管夹到光电门1的距离约为______ cm.(以上结果均保留两位有效数字) 答案 (1)v ＝v 0＋12gt(2)见解析图(3)9.7(9.5～9.9均可) 6.5(6.3～6.7均可)解析 (1)根据匀变速直线运动的规律：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得v ＝v 0＋12gt .(2)描点画图，如图所示.(3)根据v ＝v 0＋12gt 可知，v －t 图象的斜率k ＝g2，解得g ≈9.7 m/s 2；图象与纵轴的截距为小球经过光电门1时的速度v 0，约为1.12 m/s ，根据v 02＝2gh 得h ≈6.5 cm.变式2 在暗室中用如图8所示装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下：图8①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下.②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是________________________________________________________________________.(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图9所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s.(结果都保留三位有效数字)图9(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：______________________________________________________________________________________________________.答案(1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率(2)9.72 2.27 (3)存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化)解析(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率.(2)由Δx＝gT2和逐差法解得当地重力加速度g＝9.72 m/s2，由中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度可得，第8个水滴的速度v8≈2.27.. .. .. m/s.(3)该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力、水滴滴落的频率变化等.参考材料。
实验：匀变速直线运动的研究+实验报告 高一上学期物理教科版(2019)必修第一册
实验报告实验名称：匀变速直线运动的研究（必修第一册2.1）姓名：一、实验目的1.进一步练习使用打点计时器并学会利用数据求加速度。
2.学会利用v-t图像处理实验数据，探究小车速度随时间变化的规律。
3.通过探究小车速度随时间变化的规律，体会研究直线运动的一般思路。
二、实验原理1.利用纸带计算瞬时速度：各计数点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替：v n＝x n＋x n＋12T。
2. 根据v－t图像判断运动性质：用描点法可作出小车的v－t图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。
3.逐差法求加速度。
三、实验器材小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸。
四、实验步骤（以电磁打点计时器为例）1.安装实验器材。
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，2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，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，待它稳定工作后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点。
4.关闭电源，取下纸带。
5.换上新的纸带，重复实验两次。
6.增减所挂的狗吗，按以上步骤再做两次实验。
五、数据记录1.从三条纸带中选择一条点迹清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计时起点。
2.每间隔4个计时点选取1个计数点依次记为A、B、C、D…相邻计数点时间间隔为T= ，测量各计数点到O点的距离x，记录并填入表中。
3.分别计算出相邻两计数点之间的距离X1、X2、X3、X4…4.选取相邻的两段位移，用其平均速度表示中间计数点的瞬时速度，即，填入表中。
计数点序号O A B C D …计数点对应的时刻t/s计数点对应的位置坐标x/m计数点的瞬时速度v/m·s-1六、数据处理1.判断小车运动性质计算法：取任意两个点，用它们的速度差Δv＝v2－v1除以相应的时间差Δt＝t2－t1，求得加速度。
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匀变速直线运动的实验报告
匀变速直线运动的实验报告
引言：
匀变速直线运动是物理学中一个重要的研究对象，通过实验可以深入了解物体在直线运动中的加速度变化规律。
本实验旨在通过实际操作和数据收集，验证匀变速直线运动的基本理论，并探讨其应用。
实验目的：
1. 通过实验测量物体在匀变速直线运动中的位移、时间和速度数据。
2. 建立位移-时间、速度-时间图像，并分析图像中的关系。
3. 验证匀变速直线运动的基本公式，如位移-时间关系、速度-时间关系和加速度-时间关系。
实验装置与材料：
1. 直线轨道：用于使物体在直线上运动。
2. 物体：选择一个小球或滑块作为实验物体。
3. 计时器：用于测量物体运动的时间。
4. 尺子：用于测量物体的位移。
5. 速度计：用于测量物体的速度。
实验步骤：
1. 将直线轨道放置在水平桌面上，并确保其平整度。
2. 将物体放置在轨道的起点处。
3. 准备好计时器和尺子，并确保其准确度。
4. 启动计时器，并同时开始物体的运动。
5. 在物体运动过程中，用尺子测量物体的位移，并记录下来。
6. 在物体运动结束时，停止计时器，并记录下物体运动的时间。
7. 根据位移和时间的数据，绘制位移-时间图像。
8. 根据位移-时间图像，计算物体的平均速度。
9. 根据速度的变化，绘制速度-时间图像。
10. 根据速度-时间图像，计算物体的加速度。
实验结果与分析：
通过实验测量得到的位移-时间图像呈现出一条斜线，表明物体在匀变速直线运动中的位移随时间的变化是线性的。
根据斜率的大小，可以得到物体的平均速度。
在速度-时间图像中，可以观察到速度随时间的变化呈线性增长或减少的趋势，这与匀变速直线运动的理论相符。
通过计算速度的变化率，即斜率，可以得到物体的加速度。
实验结论：
1. 在匀变速直线运动中，物体的位移与时间的关系是线性的，即位移随时间的变化是匀速的。
2. 通过位移-时间图像可以计算出物体的平均速度。
3. 在匀变速直线运动中，物体的速度与时间的关系是线性的，即速度随时间的变化是匀速的。
4. 通过速度-时间图像可以计算出物体的加速度。
实验改进：
1. 增加实验重复次数，以提高数据的准确性和可靠性。
2. 使用更精确的测量仪器，如高精度的计时器和尺子，以减小误差。
3. 尝试不同的物体和轨道，以探索匀变速直线运动的特性。
结语：
通过本次实验，我们深入了解了匀变速直线运动的基本理论，并通过实际操作和数据收集，验证了这些理论的正确性。
匀变速直线运动在物理学中具有重要的应用价值，对于研究物体的运动规律和解决实际问题具有重要意义。
通过进一步的实验和研究，我们可以深入探索匀变速直线运动的更多特性和应用。