高中物理匀变速直线运动的实验探究 备课资料 鲁科版 必修1VIP专享

匀变速直线运动的实验探究-备课资料一、打点计时器的使用和纸带数据的处理 打点计时器的使用和调节： 例如：如图 3-2-1 为打点计时器的实物图，其中_________为限位孔，_________为振针，打点计时器使用_________V 的_________电源，每打两个点的时间间隔为_________s；若在某次实验中打出的纸带如图3-2-2 所示，应怎样调节打点计时器? 图 3-2-1 图 3-2-2解析:打点计时器是一种计时仪器，它是通过被交变电流的磁场磁化的振动片和永久磁铁相互作用而振动，带动振针在纸带上打下一系列的等时间间隔的点来完成计时作用的.所以，打点计时器的工作电压只能是低压的(4—6 V)交变电压.正常工作情况下，打点计时器的打点周期、频率等于交变电压的周期和频率(我国市售交变电流的周期 T=0.02 s，频率 f=50 Hz).由于振动片做的是受迫振动，只有当其固有频率和交变电流的频率相等时才会发生稳定的共振，从而在纸带上打下时间间隔均匀的、点迹清晰的一系列点子.若纸带上出现双点或漏点现象，就是振动片未发生共振造成的，可通过适当调整振动片的长度予以纠正.若振针过长或过短，也会使纸带上出现拖痕和点迹不清等现象，通过对症调整振针长度即可.对于该题，其答案应为：6，5，4—6，交流，0.02 m，使振针适当缩短一些. 另外，由于接通电源后需经一段时间振动片的振动才会稳定下来，故在所有使用打点计时器的实验中，一般都要先接通电源，再释放纸带.特别是在验证机械能守恒的实验中，不仅要先接通电源，还应找出第1、2 点间隔约为 2 mm 的纸带进行测量. 纸带数据的测量和计算： 根据纸带数据计算的内容主要有计算打某一点时纸带运动的即时速度和纸带运动的加速度 .其中即时速度计算的理论根据是做匀变速直线运动的物体某段时间内的平均速度等于该时间中间时刻的即时速度，即，加速度的计算公式为 a=Δs/T2，式中 Δs 为连续相等的时间内的位移之差，T 为计时周期(即上述连续相等的时间). 测量和计算纸带上数据时应注意以下几点：(1)对位移的测量往往不直接测两计数点间的距离，而是测量各计数点到原点 O 的距离，以减小对位移测量的相对误差.如图 3-2-3 选取了 5 段位移.（2）如果速度小，加速度也小，计时器在纸带上打下的点一定很密集，由于每段的位移都很小，直接用刻度尺测量每段的位移时会产生较大的相对误差，采取的措施往往是以每打五个点的时间作为一个计时单位，即每隔四个点取一个计数点.这时每相邻两计数点间对应...