勻變速直線運動的實驗探究課件

1、第2節(jié)　勻變速直線運動的實驗探究,電磁打點計時器,電火花打點計時器,2．工作原理(1)電磁打點計時器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點計時的一種儀器．當(dāng)接在10 V以下(一般保證在4 V以上)的低壓交流電源上時，線圈的磁場方向周期性改變，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列點跡．振片的振動周期與電源的電流變化周期一致，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，它每隔0

2、.02 s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02 s.,(2)電火花打點計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出點跡的計時儀器．當(dāng)接通220 V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡．當(dāng)電源頻率為50 Hz時，它也是每隔0.02 s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02 s.,3．兩種打點計時器的比較,

3、1.對電磁打點計時器和電火花計時器的有關(guān)說法中，正確的是(　　)A．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉,【解析】　電磁打點計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙，電火花計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉，所以C、D錯誤．【答案】　AB,【答案】　0.35　0.43　0.35,同理Δs2＝

4、Δs3＝……＝Δsn＝Δs1＝aT2.其中T為恒量，因a也為恒量，Δs＝aT2為恒量，即做勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是恒量，它是物體做勻變速直線運動的必要條件，也是我們判斷物體是否做勻變速直線運動的依據(jù)．,與打點計時器記錄的信息相比，頻閃燈的閃光頻率相當(dāng)于打點計時器交流電源的頻率，而相同時間間隔出現(xiàn)的影像則相當(dāng)于打點計時器打出的點．因此，運動物體的頻閃照片既記錄了物體運動的時間信息，又記錄了物體運動的位移信息．至于根

5、據(jù)時間和位移信息求加速度的方法，兩者都是一樣的．,2．用手按住小車，使小車停在靠近打點計時器處．先接通電源，再放開小車，小車在拖著紙帶運動的同時，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點．?dāng)嚅_電源，取下紙帶；更換新紙帶，重復(fù)實驗3次～5次．3．選擇一條點跡清晰的紙帶，舍掉開頭一些過于密集的點，找一個適當(dāng)?shù)狞c做計時起點，選擇每經(jīng)過5個間隔點為一個計數(shù)點，即每相鄰的計數(shù)點為一段，其時間間隔為0.1 s，用毫米刻度尺測出各相鄰的計數(shù)點之間的距離，

6、把測出的數(shù)據(jù)填入設(shè)計好的表格中．4．改變長木板的傾斜角度，重復(fù)做幾次實驗．,(3)作出速度—時間圖象．在坐標(biāo)紙上，以速度v為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．根據(jù)上表中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系中描點，如下圖所示，通過觀察、思考，找出這些點的分布規(guī)律，然后根據(jù)這些點的分布趨向，用一條平滑的曲線(包括直線)連接這些點，并盡量讓多數(shù)點落在曲線上(或直線)上，不在曲線(或直線)上的點應(yīng)分布在曲線(或直線)兩側(cè)，且兩側(cè)的點數(shù)大致相同．,注意

7、：在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時，坐標(biāo)軸單位長度的選取要合適，使圖象分布在坐標(biāo)平面的大部分面積上．(4)分析v－t圖象，小車運動的加速度數(shù)值上等于v－t圖線的斜率，應(yīng)注意其斜率等于Δv/Δt，不能由tan θ求加速度．,5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰，適當(dāng)舍棄點密集部分，適當(dāng)選取計數(shù)點，弄清楚所選的時間間隔T等于多少秒．6．每打好一條紙帶，將定位軸上的復(fù)寫紙換個位置，以保證打點清晰．7．不要分段測量各段位移，應(yīng)盡可能地一次

8、測量完畢(可先統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點O之間的距離)．讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位．,8．要區(qū)分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔4個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T＝0.02×5 s＝0.1 s.9．在坐標(biāo)紙上畫v－t圖象時，注意坐標(biāo)軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標(biāo)平面內(nèi)．,【解析】　電磁打點計時器用的是低壓交流電源；開始前將小車停在靠近打點計時器的位置；實驗前應(yīng)把紙帶放在復(fù)寫紙下方，先

9、接通電源，待打點穩(wěn)定后再放開紙帶．【答案】　BC,選擇器材及進(jìn)行實驗應(yīng)特別注意下列問題：(1)明確打點計時器對電源的要求——交流電源．(2)保證所打第一個點速度為零的方法——先通電，后放開小車．(3)要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前要及時用手按住它．,紙帶________是勻速通過打點計時器的，紙帶________是越走越快的，紙帶________是開始越走越快，后來又越走越慢的．若所用電源的頻率是50 Hz，圖

10、中D紙帶，從A點通過計時器到B點通過計時器，歷時________s，位移為________m，這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度是________m/s，BC段的平均速度是________m/s，AD段的平均速度是________m/s.,【答案】　A、C　B　D　0.04　0.27　6.75　11　7.88,(1)試計算在打下B、C、D、E各點時小車的瞬時速度vB、vC、vD、vE各多大？(2)計算小車的加速度為多大？,【答案】　(1)0

11、.145 m/s　0.495 m/s　0.575 m/s0．658 m/s　(2)2.0 m/s2,【思路點撥】　拍攝得到的小球的照片中，A、B、C、D……各小球的位置，正是首先釋放的某球每隔0.1 s所在的位置．這樣就把本題轉(zhuǎn)換成一個物體在斜面上做初速度為零的勻加速運動的問題了．求拍攝時B球的速度就是求首先釋放的那個球運動到B處的速度；求A球上面還有幾個正在滾動的小球變換為首先釋放的那個小球運動到A處經(jīng)過了幾個時間間隔(0.1 s)

12、．,【答案】　(1)1.75 m/s　(2)兩顆,1．在“使用打點計時器測速度”的實驗中，除電源、紙帶外，還需選用的儀器是(　　)A．停表　　B．刻度尺C．速度計 D．打點計時器,【解析】　由打點計時器在紙帶上打下的點的間隔數(shù)可知任意兩點間的時間間隔，故不需要停表．再利用刻度尺測出兩點間的距離就可進(jìn)一步求出平均速度，故不需要速度計．【答案】　BD,2．打點計時器振針打點的周期，決定于(　　)A．交流電壓的高低 B．交流

13、電的頻率C．永久磁鐵的磁性強弱 D．振針與復(fù)寫紙的距離【解析】　打點計時器振針打點的周期決定于交流電的頻率，例如頻率為50 Hz時每隔0.02 s打一個點．【答案】　B,3．根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以不利用公式計算就能直接得到的物理量是(　　)A．時間間隔 B．位移C．速率 D．平均速度,【答案】　AB,4．如下圖所示是同一打點計時器打出的4條紙帶，哪條紙帶的加速度最大(　　),【解析】　4條紙帶的時間間隔

14、相等，其中C、D 2條紙帶上的點間隔均勻表明它們是做勻速直線運動，可看做加速度為0.A、B 2條紙帶上的點間隔在不斷增大，且A條紙帶上的點相鄰間距之差較大，故紙帶A的加速度最大．【答案】　A,5．(2010年寧波高一檢測)打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器，下圖中甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的，請回答下面的問題,(1)甲圖是________打點計時器，電源采用的是________．(2)乙圖是________打點計

15、時器，電源采用的是________．(3)在某次實驗中，物體拖動紙帶做勻加速直線運動，打點計時器所用的電源頻率為50 Hz，實驗得到的一條紙帶如下圖所示，紙帶上每相鄰的兩個計數(shù)點之間都有4個點未畫出．按時間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點，實驗中用直尺量出各計數(shù)點到0點的距離如圖所示(單位：cm)．,①在計數(shù)點1所代表的時刻，紙帶運動的瞬時速度為v1＝________m/s，物體的加速度a＝________m/s2.(保留兩位有

16、效數(shù)字)②該同學(xué)在測量的時候沒有將計數(shù)點5的數(shù)值記錄下來，根據(jù)前面的數(shù)值可以推算出計數(shù)點5到0點的距離為________cm.,【答案】　(1)電磁　低壓交流電　4 V～6 V(2)電火花　交流220 V　(3)① 0.18　0.75?、?4.50,6．一個小球沿斜面向下運動，用每間隔0.1 s曝光一次的頻閃相機拍攝不同時刻小球位置的照片如下圖所示，即照片上出現(xiàn)的相鄰兩個小球的像之間時間間隔是0.1 s，測得小球在幾個連續(xù)相等時間內(nèi)

17、的位移(數(shù)據(jù)見表)，則：,【解析】　由表中數(shù)據(jù)s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝1.10 cm，可以判斷小車做勻加速直線運動．本實驗加速度的求法采用逐差法，即乙的方法，這樣能將s1、s2、s3、s4全用上，有效地減小誤差，代入數(shù)據(jù)解得a＝1.1 m/s2.【答案】　(1)相等　勻加速　(2)乙　1.1 m/s2,7．一小球在桌面上從靜止開始做加速運動，現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光，記錄下小球每次曝光的位置，并將小球的位置編號