實(shí)驗(yàn)四用紙帶法測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度

1、實(shí)驗(yàn)四 用紙帶法測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度知識(shí)要點(diǎn)回顧一、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1實(shí)驗(yàn)原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是46V，電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)如果運(yùn)動(dòng)物體帶動(dòng)的紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在紙帶上打下的點(diǎn)就記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，紙帶上的點(diǎn)也相應(yīng)地表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)子之間的間隔，就可以了解在不同時(shí)間里，物體發(fā)生的位移和速度的大小及其變化，從而了解物體運(yùn)動(dòng)的情況2實(shí)驗(yàn)器材：圖41電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器以及紙帶、復(fù)寫(xiě)紙片；兩根導(dǎo)線；低壓交流電源；刻度尺(如圖41)1接線柱；2線圈；3振片；4永久磁鐵；5振針；6限位孔；7復(fù)寫(xiě)紙片

2、；8定位軸；9紙帶3實(shí)驗(yàn)步驟：(1)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，把復(fù)寫(xiě)紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面(2)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱上分別接上導(dǎo)線，兩根導(dǎo)線的另外一端分別接到低壓交流電源(46V的交流電)的兩個(gè)接線柱上(3)打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，用手水平地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點(diǎn)(4)取下紙帶，從能看得清的點(diǎn)數(shù)起，如果共有N個(gè)點(diǎn)，那么，點(diǎn)子的間隔數(shù)為N-1個(gè)，用t=0.02s×(N-1)計(jì)算，這段紙帶記錄的時(shí)間是多長(zhǎng)(5)用刻度尺測(cè)量一下，從開(kāi)始計(jì)時(shí)的點(diǎn)起到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離s是多少(6)利用公式=St計(jì)算一下紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度(7)在紙帶上打出連續(xù)的6個(gè)點(diǎn)，分別標(biāo)

3、上記號(hào)0，1，2，3，4，5相鄰的兩個(gè)點(diǎn)間的距離為Sl，S2，S3，S4，S5，各有多長(zhǎng)，看它們是否相等S1=S2=S3=S4=S5=S6，則拉動(dòng)紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若不相等則做變速直線運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：(一)注意事項(xiàng)(1)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤(pán)夾在兩紙帶之間；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面(2)使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再釋放紙帶(3)釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置(二)打點(diǎn)紙帶的數(shù)據(jù)處理對(duì)打上點(diǎn)的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)情況設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)，那么紙帶

4、上相鄰兩個(gè)點(diǎn)所表示的時(shí)間間隔就是T如果數(shù)出紙帶上一系列點(diǎn)的總數(shù)為N，則打這些點(diǎn)所用的總時(shí)間為t=(N-1) T如果測(cè)出這N個(gè)點(diǎn)之間的總距離s，則t時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度為如果紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此式計(jì)算出來(lái)的就是紙帶的運(yùn)動(dòng)速度【例1】圖42是某同學(xué)做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)時(shí)所打紙帶與對(duì)應(yīng)刻度尺的位置請(qǐng)完成紙帶的測(cè)量，填好并完成下表的計(jì)算圖42 測(cè)量點(diǎn)AB間BC間CD間 距離(cm)平均速度(ms) 測(cè)量點(diǎn)DE間EF間FG間 距離(cm)平均速度(ms)解析：測(cè)出各計(jì)時(shí)點(diǎn)間位移的大小分別為：0.60cm，0.80cm，1.10cm，1.10cm，0.80cm和0.40cm由=st算出各計(jì)時(shí)

5、點(diǎn)間紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度分別為：0.30ms，0.40ms，0.55ms，0.55ms，0.40ms和0.20ms二、測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法(2)測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度2實(shí)驗(yàn)原理測(cè)定物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)最基本的是測(cè)出位移和時(shí)間的關(guān)系，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，對(duì)紙帶數(shù)據(jù)進(jìn)行處理.關(guān)于紙帶的計(jì)算(1)“位移差”法判斷運(yùn)動(dòng)情況，設(shè)相鄰點(diǎn)之間的位移分別為s1、s2、s3若s2-sl=s3-s2=sn-sn-l=0，則物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)若s2-sl=s3-s2=sn-sn-1=s0，則物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)“逐差法”求加速度即 ，然后取平

6、均值，即，這樣使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高準(zhǔn)確性(3)“平均速度法”求速度，即n=(sn+sn+1)2T，如圖3所示圖43(4)“圖象法”求加速度，即由n=(sn+sn+1)2T，求出無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)的速度，畫(huà)出t圖像，直線的斜率即加速度3實(shí)驗(yàn)步驟圖44(1)把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路；再把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖44(2)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開(kāi)小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新

7、紙帶，重復(fù)三次(3)從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)，并把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，即T=0.02×5s=0.1s，在選好的開(kāi)始點(diǎn)下面記作0，第六點(diǎn)作為記數(shù)點(diǎn)1，依此標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離用刻度尺測(cè)出分別記作：s1、s2、s6(4)根據(jù)測(cè)量結(jié)果和前面計(jì)算公式，計(jì)算出a1、a2、a3的值，求出a的平均值，它就是小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度4注意事項(xiàng)(1)要在鉤碼(或砂桶)落地處放置軟墊或砂箱，防止撞壞鉤碼；(2)要在小車到達(dá)滑輪前用手按它或放置泡沫塑料擋塊，防止車掉在地上或撞壞滑輪；(3)小車的加速度

8、宜適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出78個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜；(4)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦能力訓(xùn)練1根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們不用計(jì)算就能直接得到的物理量是 ( ) A時(shí)間間隔 B位移 C加速度 D平均速度2在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，造成各種連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差不是一個(gè)恒量的主要原因是 ( )A長(zhǎng)度測(cè)量不精確B打點(diǎn)間隔不均勻C運(yùn)動(dòng)中受摩擦力作用D木板未調(diào)成水平3在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，在下列可供選擇的器材中將需要選用的器材代號(hào)填在橫線上 A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 B天平 C低壓交流電源 D低壓直流電

9、源 E紙帶 F小車與鉤碼 G秒表 H長(zhǎng)木板(一端帶有定滑輪) I刻度尺 J彈簧測(cè)力計(jì) K砝碼 L導(dǎo)線4對(duì)“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)，給出了下列實(shí)驗(yàn)步驟(可能會(huì)有不必要的步驟)，請(qǐng)按合理的操作順序，把必要的實(shí)驗(yàn)步驟的順序號(hào)填在橫線上 A拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，后放開(kāi)紙帶 B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)板上，并接好電路，將長(zhǎng)木板平放在桌面上 C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)定滑輪，下面吊著重量適當(dāng)?shù)你^碼 D斷開(kāi)電源，取下紙帶 E將長(zhǎng)板的末端抬高，輕推小車，使小車能在長(zhǎng)木板上勻速運(yùn)動(dòng) F將紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并把紙帶的一端固定在小車尾部 G換上新紙帶，再重做三次5某小車做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)： (1)在實(shí)驗(yàn)紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)，其計(jì)數(shù)周期為T(mén)，小車在任意兩個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)周期里位移差均s，則小車做 運(yùn)動(dòng)，加速度a= (2)某次實(shí)驗(yàn)紙帶記錄如圖45所示，根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)，可以判定物體做 運(yùn)動(dòng)圖中從A點(diǎn)開(kāi)始，每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)