高中物理 实验四研究匀变速直线运动解析 VIP免费

实验四研究匀变速直线运动第一关：基础关展望高考基础知识(一)实验目的练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动规律.(二)实验原理测定物体做匀变速直线运动最基本的是测出位移和时间的关系,运用匀变速直线运动的规则,对纸带数据进行处理.1,x2,…,xn是相邻两计数点间的距离,Δx是两个连续相等的时间内的位移之差,即Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2…,T是两个相邻计数点间的时间间隔且T=0.02ns(n为相邻两计数点间的点的数目），由运动学公式x1=v0T+aT2;x2=v1T+aT2;x3=v2T+aT2.得Δx=x2-x1=aT2,T是恒量,当a为恒量时,Δx也为恒量,即做匀变速直线运动的物体Δx必为恒量,它是判断物体是否做匀变速直线运动的必要条件.若物体做初速度为零的匀加速直线运动,其判断条件是:(1)Δx=x2-x1=x3-x2=…xn-xn-1=恒量;(2)Δx=2x1(x1为从开始运动到第一个计数点之间的距离).(三)实验器材电磁打点计时器,纸带,复写纸片,低压交流电源,小车,细绳,一端附有滑轮的长木板,刻度尺,钩码,导线.(四)实验步骤1.按下图把一端附有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.2.把细绳的一端固定在小车上,跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码,让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上,用手拉住小车.3.先接通电源,后放开小车,让小车运动,这样打点计时器就在纸带上打下一系列点,取下纸带,更换新纸带,至少重复3次.4.选打点清晰的纸带进行研究,舍去开头比较密集的点,确定好记数始点,每隔4个计时点取一个计数点,使时间间隔T=0.1s.5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离x1,x2,x3,…,xn,用逐差法计算加速度的值,最后求其平均值(计算出各计数点对应的瞬时速度,作出v-t图象,求得直线的斜率即为物体运动的加速度).(五)注意事项1.细绳尽可能与平板平行,以确保细绳对小车的拉力不变.2.开始释放小车时,小车应尽量靠近打点计时器.3.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜.4.要防止钩码落地撞坏与小车跟定滑轮相撞,应采取一些防范措施.5.要区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般把计时器打出的5个点作为1个计数点).选取的计数点不少于6个.6.不要分段测量各段位移,应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出到计数起点0之间的距离).读数时估读到毫米的下一位.第二关：技法关解读高考解题技法一、纸带问题的特点和一般处理方法技法讲解打点计时器在纸带上留下物体运动的点迹如图所示,这类问题具有的共同特点及特殊的处理方法如下:(1)这些点迹代表了运动物体在不同时刻的位置.(2)每隔相等时间留一个点迹,即任何相邻两点之间的运动时间都相等.(3)选取一些比较清晰的点迹,依次标记0,1,2,3,…代表这些点.(4)相邻两点之间的距离依次记做x1,x2,x3…(5)加速度的基本算法,T为打点周期，即任何相邻两点之间的运动时间.Δx=xn+1-xn,n=1,2,3…比较精确的计算方法:(6)瞬时速度的计算方法：典例剖析例1在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中，得到一条如图所示的纸带，按时间顺序取0，1,2…,5共6个计数点，1～5每相邻两点间各有四个打印点未画出.用刻度尺测出1，2…，5各点到0点的距离分别为,,，，，通过电磁打点计时器的交流电频率为50Hz，则物体的加速度为______m/s2，在打出计数点3时物体速度的大小为m/s,打点4时物体速度的大小为m/s，打点5时物体速度的大小为m/s.解析：各点间的距离：s1=d2-d1=s2=d3-d2=s3=d4-d3=s4=d5-d4=由逐差法得：求得：=-/s2此物体做匀减速运动.得：v5=/s.答案：/s2/s0.357m/s0.210m/s二、由纸带求物体运动加速度的方法技法讲解（1）逐差法:由s4-s1=3a1T2,s5-s2=3a2T2,s6-s3=3a3T2,推广：（2）公式法利用求得的各瞬时速度值，按加速度的定义求加速度，即③图象法对匀变速运动来说，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即……将各点速度标到v-t图象中，图线的斜率即为加速度的数值.典例剖析例2利用打点计时器测定做匀加速直线运动的小车的加速度，如图所示给出了该次实验中从0点开始，每打5个点取一个计数点的纸带，其中0，1，2，3，4，5，6都为计数点.测得：s1=,s2=,s3=,s4=,s5=,s6=(1)在计时器打...