文档介绍：二十二、探索性实验 1 、测定匀变速直线运动的加速度(含练习使用打点计时器) [ 实验目的]1 .练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。 2 .学习用打点计时器测定即时速度和加速度。[ 实验原理]1 .打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔 打一次点(由于电源频率是 50Hz ),纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。 2 .由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法: 如图所示,0、1、2 ……为时间间隔相等的各计数点, s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离,若△ s=s 2 -s 1 =s 3 -s 2= ……= 恒量, 即若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的运动为匀变速直线运动。 3 .由纸带求物体运动加速度的方法: (1)用“逐差法”求加速度: 即根据 s 4 -s 1 =s 5 -s 2 =s 6 -s 3 =3aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔) 求出 a 1=、a 2=、a 3= ,再算出 a 1、a 2、a 3 的平均值即为物体运动的加速度。(2)用 v-t 图法: 即先根据 v n= 求出打第 n 点时纸带的瞬时速度, 后作出 v-t 图线, 图线的斜率即为物体运动的加速度。[ 实验器材] 小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺等。[ 实验步骤]1 .把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,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,如图所示。 2. 把一条细绳拴在小车上, 细绳跨过滑轮, 并在细绳的另一端挂上合适的钩码, 试放手后, 小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离, 把纸带穿过打点计时器, 并把它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,先接通电源,再放开小车,让小车运动,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。 4 .选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点 0 ,标明计数基本实验点, 正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离, 用逐差法求出加速度值, 最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作 v-t 图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。[ 注意事项]1 .纸带打完后及时断开电源。 2. 小车的加速度应适当大一些, 以能在纸带上长约 50cm 的范围内清楚地取 7~8 个计数点为宜。 3 .应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔 4 个轨迹点选 1 个计数点, 选取的记数点不少于 6 个。 4 .不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点 0 之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位。[ 例题]1 .电磁打点计时器是一种使用______ 电源的计时仪器,它的工作电压是______ 。如图所示, A是______ ,B是______ ,C是______ ,D是______ ,E是______ ,F是______ 。答案: 交流, 4至 6V ,线圈,振动片,振针,纸带,接线柱, 永磁体。 2. 如图是某同学测量匀变速直线运动的加速度时, 从若干纸带中选中的一条纸带的一部分, 他每隔 4 个点取一个计数点, 图上注明了他对各计数点间距离的测量结果。(1 )为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算,填入表内(单位: cm ) s 2 -s 1s 3 -s 2s 4 -s 3s 5 -s 4s 6 -s 5 各位移差与平均值最多相差______cm , 由此可以得出结论: 小车的位移在________ 范围内相等, 所以小车的运动是________ 。(2 )根据匀变速直线运动的规律,可以求得物体的加速度 a= =______m/s 2。(3 )根据 a n-3= ,可求出 a 1= =______m/s 2,a 2= =______m/s 2,a 3= =______m/s 2, 所以, = =______m/s 2。答案:(1) , , , , , , , 任意两个连续相等的时间里、在误差允许的,匀加速直线运动;( 2) ;( 3) , , , 。 2 、研究平抛物体的运动[ 实验目的]1 .用实验方法描出平抛物体的运动轨迹。 2 .从实验轨迹求平抛物体的初速度。[ 实验原理] 平抛物体的运动可以看作是两个分运动的合运动: 一是水平方向的匀速直线运动, 另一个是竖直方向的自由落体运动。令小球做平抛运动, 利用描迹法描出小球的运动轨迹, 即小球做平抛运动的曲线,