高中物理必修一第4講實(shí)驗(yàn)一測定勻變速直線運(yùn)動的加速度.ppt

第4講 實(shí)驗(yàn)一 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1練習(xí)正確使用打點(diǎn)計時器 2會利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度、加速度 3會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并能畫出小車運(yùn)動的vt圖象，根據(jù)圖象求加速度,實(shí)驗(yàn)原理 1.,2.,實(shí)驗(yàn)過程,注意事項 1平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行 2兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶 3防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞 4減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計數(shù)點(diǎn)為宜,熱點(diǎn)一 刻度尺的讀數(shù) 【典例1】 如圖1-4-1所示，用毫米刻度尺測量紙帶中的計數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為_ mm,0、2之間的距離為_ mm,2、3之間的距離為_ mm. 圖1-4-1,解析 毫米刻度尺的最小刻度為1 mm，讀數(shù)時要估讀到毫米的下一位計數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為8.9 mm(9.0 mm也可)，若讀成8.90 mm或9 mm都是錯誤的；0、2之間的距離為19.5 mm,2、3之間的距離為12.5 mm(32.0 mm19.5 mm) 答案 8.9(9.0也可) 19.5 12.5,刻度尺的讀數(shù)應(yīng)注意 (1)刻度尺讀數(shù)時要使刻度線緊貼被測物體，眼睛正對刻度線讀數(shù) (2)毫米刻度尺的精確度為1 mm，讀數(shù)時要估讀到最小刻度的下一位,【變式跟蹤1】 圖1-4-2是“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點(diǎn)，加速度大小用a表示 圖1-4-2 OD間的距離為_ cm. 圖1-4-3是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出的xt2圖線(x為各計數(shù)點(diǎn)至同一起點(diǎn)的距離)，斜率表示_，其大小為_ m/s2(保留三位有效數(shù)字),圖1-4-3,熱點(diǎn)二 用“紙帶法”測速度、加速度 【典例2】 2012山東卷，21(1)某同 學(xué)利用圖1-4-4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計數(shù)點(diǎn)，相鄰計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示打點(diǎn)計時器電源的頻率為50 Hz.,甲,乙,圖1-4-4,通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點(diǎn)_和_之間某時刻開始減速 計數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為_m/s，計數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為_m/s.(保留三位有效數(shù)字) 物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a_m/s2.,答案 6 7(或7 6) 1.00 1.20 2.00,1利用紙帶判定物體運(yùn)動的性質(zhì) (1)若x1、x2、x3基本相等，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動 (2)利用x1、x2、x3可以計算出在相鄰相等時間間隔內(nèi)物體的位移差x2x1、x3x2、x4x3，如果它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則可以判定物體做勻變速直線運(yùn)動,2計算點(diǎn)間的距離 計數(shù)點(diǎn)間距離的給定有兩種：相鄰點(diǎn)間距離和各計數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，計算時后者要先轉(zhuǎn)換為前者，如圖所示,3常見錯誤 對紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，常見的錯誤有：(1)誤認(rèn)為T0.02 s，沒有注意到圖中相鄰計數(shù)點(diǎn)之間有幾個點(diǎn)沒畫出(2)沒有進(jìn)行單位換算，圖中各數(shù)據(jù)的單位都是cm，應(yīng)當(dāng)換算為m.,【變式跟蹤2】 (2013淮陰中學(xué)測試)在研究某小車運(yùn)動狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)中，如圖1-4-5所示為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D為依次打下的相鄰的計數(shù)點(diǎn)，且相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T0.1 s. 圖1-4-5 (1)由紙帶可以判定小車做_運(yùn)動，因?yàn)椋篲. (2)根據(jù)紙帶可以計算C點(diǎn)的瞬時速度，vC_ m/s. (3)根據(jù)紙帶可以計算出該小車的加速度大小為a m/s2.,【典例3】 (2013蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))在暗室中用如圖1-4-6所示的裝置做“測定重力加速度”的實(shí)驗(yàn) 圖1-4-6,實(shí)驗(yàn)器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀 具體實(shí)驗(yàn)步驟如下： 在漏斗內(nèi)盛滿清水，旋松螺絲夾子，水滴會以一定的頻率一滴滴地落下 用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮，由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴 用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度 采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 (1)實(shí)驗(yàn)中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時，頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是：_ ,(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30 Hz，某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖1-4-7所示，根據(jù)數(shù)據(jù)測得當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭_ m/s2；第8個水滴此時的速度v8_ m/s(結(jié)果都保留三位有效數(shù)字) 圖1-4-7 (3)該實(shí)驗(yàn)存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可)：_.,(3)該實(shí)驗(yàn)存在系統(tǒng)誤差的原因可能有空氣阻力、水滴滴落的頻率變化、米尺沒有豎直放置等 答案 (1)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率 (2)9.72 2.28 (3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化),【變式跟蹤3】 物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-4-8甲所示，打點(diǎn)計時器固定在斜面上，滑塊拖著穿過打點(diǎn)計時器的紙帶從斜面上滑下圖乙是打出的紙帶的一段 圖1-4-8,(1)已知打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50 Hz，選A、B、C、D、E、F、G等7個點(diǎn)為計數(shù)點(diǎn)，且各計數(shù)點(diǎn)間均有一個點(diǎn)沒有畫出滑塊下滑的加速度a_ m/s2. (2)為測量動摩擦因數(shù)，下列物理量中還應(yīng)測量的有_(填入所選物理量前的字母) A木板的長度L B木板的末端被墊起的