高中物理 第一章 運(yùn)動的描述 9 測定勻變速直線運(yùn)動的加速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告素材 教科版必修1（通用）

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1、9.測定勻變速直線運(yùn)動的加速度 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 1、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)會用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動。 2、掌握判斷物體是否做勻變速直線運(yùn)動的方法。 3、測定勻變速直線運(yùn)動的加速度。 實(shí)驗(yàn)原理： 1、 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，因此紙帶上的點(diǎn)子就表示了和紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)子之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。 2、由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖1所示，A、B、C、D、E為時(shí)間間隔相等的各計(jì)數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、s4為相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，若△s＝s2－s1＝s3?－s2＝…… ＝c(常數(shù))，即若連

2、續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)的位移差是恒量，則與紙帶相連的物體的運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動。 3、由紙帶求物體加速度的方法： ⑴用逐差法求加速度：即根據(jù)s4－s1＝s５－s2＝s６－s3＝3aT2（T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔），求出 ， ， ，在計(jì)算出其平均值即為物體運(yùn)動的加速度。 ⑵用V-t圖像求物體的加速度：先根據(jù) 求出打第n點(diǎn)時(shí)紙帶的即時(shí)速度，然后做出V-t圖像，圖線的斜率就是物體運(yùn)動的加速度。 實(shí)驗(yàn)器材： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙片、低壓交流電源、小車、細(xì)繩、一端附有定滑輪的長木板、刻度尺、鉤碼、導(dǎo)線。 實(shí)驗(yàn)步驟： 1、把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)

3、時(shí)器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。 2、把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離。把紙帶傳過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面。 3、把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下了一系列的點(diǎn)。取下紙帶，換上新紙帶，在重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 4、從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始的比較密集的點(diǎn)子，確定好計(jì)數(shù)始點(diǎn)，，標(biāo)明記數(shù)點(diǎn)，正確使用毫米刻度尺測量相鄰記數(shù)點(diǎn)間的距離，并把結(jié)果填入表中。用逐差法求出加速度，最后求其平均值。還可用圖像發(fā)求加速度：求出各點(diǎn)的即

4、時(shí)速度，做出v-t圖像，求出直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。 注意事項(xiàng)： 1、小車的加速度應(yīng)適當(dāng)?shù)拇笠唬阅茉诩垘祥L約為50㎝的范圍內(nèi)清楚的取7～8個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜。 2、要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞，打完點(diǎn)后及時(shí)斷開電源。 3、每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個(gè)位置，以保證打的點(diǎn)清楚。 4、應(yīng)區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)（每5個(gè)點(diǎn)選取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)）。選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。 5、不要分段測量位移，應(yīng)盡可能一次測量完畢，即統(tǒng)一測量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起點(diǎn)的距離。讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀出毫米的下一位。 課前練習(xí)題 1.?如圖7所示，某同學(xué)在做“研究勻變速直線運(yùn)動”實(shí)驗(yàn)中，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到

5、表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.1s，其中S1=7.05cm，S2=7.68 cm，S3=8.33 cm，S4=8.95 cm，S5=9.61 cm，S6=10.26cm，則A點(diǎn)處的瞬時(shí)速度大小是?m/s，小車運(yùn)動的加速度計(jì)算表達(dá)式為?，加速度的大小是?m/s2（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 2.?在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50 Hz，記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對

6、齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入下列表格中. 距離 d1 d2 d3 測量值／cm 計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時(shí)速度為v2?=______ m/s.小車的加速度是a?=______ m/s2. 3.?某同學(xué)在“測勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)．其相鄰點(diǎn)間的距離如圖(1)所示，每兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s． (1)試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度，并將各個(gè)速度值填入下表(要求保

7、留3位有效數(shù)字) VB VC VD VE VF 數(shù)值 (m/s) (2)將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在如圖所示的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線． (3)根據(jù)第(2)問中畫出的v－t圖線，求出小車運(yùn)動的加速度 4.某學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車的勻變速直線運(yùn)動。他將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶。他在紙帶上便于測量的地方選取第一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明A，第六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明B，第十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明C，第十六個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明D，第二十一個(gè)點(diǎn)下標(biāo)明E。測量時(shí)發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是他測得AC長為14.

8、56cm、CD長為11.15cm，DE長為13.73cm，則打C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為_____ _m/s，小車運(yùn)動的加速大小為______m/s2，AB的距離應(yīng)為_ ______cm。（保留三位有效數(shù)字） 5.?在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)中，使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度，實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶如下圖所示，0、1、2、3……是選用的計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有3個(gè)打出的點(diǎn)沒有在圖上標(biāo)出。圖中還畫出了某次實(shí)驗(yàn)將米尺靠在紙帶上進(jìn)行測量的情況，讀出圖中所給的測量點(diǎn)的讀數(shù)分別是___、____、____和____。計(jì)算出物體的加速度的大小是_____m/s2?。 6

9、.?在“研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，小車拖紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，從中確定五個(gè)記數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，用米尺測量出的數(shù)據(jù)如圖12所示。則小車在C點(diǎn)的速度VC?=?m/s，小車運(yùn)動的平均加速度 a =______________m/s2． 7.?圖是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車做勻變速直線運(yùn)動時(shí)得到的一條紙帶。圖中0.1.2.3.4.5.6是按打點(diǎn)的先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s。測得：x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4= 2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.87cm。那么,

10、在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1兩點(diǎn)時(shí)，小車的速度為v1=?m/s?；計(jì)數(shù)點(diǎn)2.4對應(yīng)的時(shí)間間隔內(nèi)小車的平均速度為?m/s；由給出的數(shù)據(jù)可知，小車在做?運(yùn)動（填“勻加速直線”或“勻減速直線”），小車的加速度的大小為：a＝?m/s2。 8.?圖是某同學(xué)測量某物體做勻變速直線運(yùn)動物體的加速度時(shí)，挑選出的紙帶如圖所示。圖中A、B、C、D、E是按打點(diǎn)先后順序依次選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。計(jì)數(shù)點(diǎn)C對應(yīng)物體的瞬時(shí)速度為?m/s，整個(gè)運(yùn)動過程中物體的加速度為?m/s2。 9.?一個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出了一條紙帶，如圖所示。紙帶反映了一個(gè)小車做勻變速直線運(yùn)動的情況。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用

11、的是?(填“交流”或“直流”)電源。利用這條紙帶可以計(jì)算出的物理量有?(至少填兩個(gè))。 10.?在做“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接在低壓交流電源上。圖是某次實(shí)驗(yàn)的紙帶，舍去前面比較密的點(diǎn)，從0點(diǎn)開始，每兩個(gè)連續(xù)的計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)打出的點(diǎn)未標(biāo)出，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T=0.1s，各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為S1=3.00 cm、S2=7.50cm、S3=13.50cm，則物體通過1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度表達(dá)式為___________，v1=___________m/s。 11.如圖8—7所示為接在頻率為50Hz的低壓交流電源的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶做勻加速直線運(yùn)動

12、時(shí)打出的一條紙帶，圖中每隔5個(gè)點(diǎn)間隔所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，但第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)未標(biāo)出，由圖中給出數(shù)據(jù)計(jì)算物體加速度a，第3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)與第2個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離是___________厘米。（保留2位有效數(shù)字） 課前練習(xí)題答案 1.?① （0.86）；② （?）；③ （0.64）；每空3分. 2.?d1=1.20 cm?d2=5.40 cm?d3=12.00 cm?v2=0.21 m/s?a=0.60m/s2 3. (1)(平均速度等于中時(shí)刻的即時(shí)速度。答數(shù)見下表) VB VC VD VE VF 數(shù)值 (m/s) 0.400 0.479 0.560 0.640 0.721 (2)見答圖； (3)0.80(注：速度圖象的斜率是加速度。答案在0.82～0.78之間均可。 4.0.986，2.58，5.99 5. 10.00cm, 12.60cm 22.60cm 30.00cm 2.5m/s2 6. 1.90 2.00 7. 0.165，0.263，勻加速直線運(yùn)動，0.496 8. 0.676，?1.57 9.?交流， 任一點(diǎn)的瞬時(shí)速度、加速度、平均速度 10. S2/2T；0.375 11.