實(shí)驗(yàn)：研究勻變速直線運(yùn)動 人教版

[高一物理教案] 實(shí)驗(yàn)四：研究勻變速直線運(yùn)動 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 使用打點(diǎn)計(jì)時器測定勻變速直線運(yùn)動的加速度。 二、實(shí)驗(yàn)原理 設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動，加速度是a，在各個連續(xù)相等的時間T里的位移分別是s1、s2、s3……則有（見第二章的習(xí)題） △s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2 由上式還可得到 s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2 同理有 s5-s2=s6-s3=……=3aT2 可見，測出各段位移s1、s2……即可求出 …… 再算出a1、a2……的平均值，就是我們所要測定的勻變速直線運(yùn)動的加速度。 三、實(shí)驗(yàn)器材 電火花計(jì)時器或電磁打點(diǎn)計(jì)時器，一端附有滑輪的長木板，小車，紙帶，刻度尺，導(dǎo)線，電源，鉤碼，細(xì)繩。 四、實(shí)驗(yàn)步驟 （1）按教材191頁圖實(shí)-10所示，把附有滑輪的長木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸處桌面。把打點(diǎn)計(jì)時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，使細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼。把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器，并把紙帶的一端固定在小車的后面。 （3）把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。 （4）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點(diǎn)子，在后邊便于測量的地方找一個開始點(diǎn)。為了測量方便和減小誤差，通常不用每打一次點(diǎn)的時間作為時間的單位，而用每打五次點(diǎn)的時間作為時間的單位，就是T=0.02×5=0.1s。在選好的開始點(diǎn)下面標(biāo)明A，在第六點(diǎn)下面標(biāo)明B，在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明C，在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明D，……，點(diǎn)A、B、C、D……叫做計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖所示。兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是s1、s2、s3…… s1 s2 s3 A B C D （5）測出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的長度，把測量結(jié)果填入下表1中。 （6）根據(jù)測量結(jié)果，利用“實(shí)驗(yàn)原理”中給出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。 求出a1、a2、a3的平均值，它就是小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度。把計(jì)算的結(jié)果填入下表1中 小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度a= 表1 計(jì)算小車的加速度a= T=0.1s 計(jì)數(shù)點(diǎn) 位移s/m 位移差△s/m 分段加速度a/m·s-2 小車加速度a/m·s-2 0 1 S1= 2 S2= 3 S3= 4 S4= S4-S1= 5 S5= S5-S2= 6 S6= S6-S3= 五、布置作業(yè) 完成實(shí)驗(yàn)報告 六、參考題 1、圖為用打點(diǎn)計(jì)時器測定勻變速直線運(yùn)動的加速度的實(shí)驗(yàn)時記錄下的一條紙帶。紙帶上選取1、2、3、4、5各點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)，將直尺靠在紙帶邊，零刻線與紙帶上某一點(diǎn)0對齊。由0到1、2、3……點(diǎn)的距離分別用d1、d2、d3……表示，測量出d1、d2、d3……的值，填入表中。已知打點(diǎn)計(jì)時器所用交流電的頻率為50Hz，由測量數(shù)據(jù)計(jì)算出小車的加速度a和紙帶上打下點(diǎn)3時小車的速度v3，并說明加速度的方向。 距 離 d1 d2 d3 d4 d5 測量值(cm) 加速度大小a＝____m／s2，方向______，小車在點(diǎn)3時的速度大小v3＝______m／s。 2、根據(jù)圖所示的打點(diǎn)計(jì)時器構(gòu)造圖，指出各主要部件的名稱：①____，②____，③____，④ ____，⑤____，⑥____，⑦_(dá)___，⑧____，⑨____ 3、電磁打點(diǎn)計(jì)時器的電源應(yīng)是________電源，通常的工作電壓為________伏，實(shí)驗(yàn)室使用我國民用電時，每隔________秒打一次點(diǎn)，如果每打5個取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為________秒。 4、在“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時器記錄紙帶運(yùn)動的時間。計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz，圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出，按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計(jì)數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1、2、3、4、5點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如圖所示（單位：cm）。 由紙帶數(shù)據(jù)計(jì)算可得計(jì)數(shù)點(diǎn)4所代表時刻的即時速度大小v4＝________m／s，小車的加速度大小a＝________m／s2。 參考答案： 1、測量值：1．75 2．90 3．80 4．50 5．00 0．56 與運(yùn)動方向相反 12．9 2、略 3、低壓交流，4~6；0.02秒，0.1 4、0.405 0.756