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2019-2020年《測定勻變速直線運動的加速度》WORD教案 [實驗?zāi)康腯 1．練習(xí)使用打點計時器，學(xué)習(xí)利用打上點的紙帶研究物體的運動。 2．學(xué)習(xí)用打點計時器測定即時速度和加速度。 [實驗原理] 1．打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況。 2．由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：如圖所示，0、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點，s1、s2、s3、……為相鄰兩計數(shù)點間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量，即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。 3．由紙帶求物體運動加速度的方法： （1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運動的加速度。 （2）用v-t圖法：即先根據(jù)vn=求出打第n點時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運動的加速度。 [實驗器材] 小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。 [實驗步驟] 1．把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示。 2．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面。 3．把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實驗三次。 4．選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點子，確定好計數(shù)始點0，標(biāo)明計數(shù)點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點對應(yīng)的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運動的加速度。 [注意事項] 1．紙帶打完后及時斷開電源。 2．小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取7～8個計數(shù)點為宜。 3．應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點與人為選取的計數(shù)點，通常每隔4個軌跡點選1個計數(shù)點，選取的記數(shù)點不少于6個。 A B C D E F 4．不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點到計數(shù)起點0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。 [例題] 1．電磁打點計時器是一種使用______電源的計時儀器，它的工作電壓是______。如圖所示，A是______，B是______，C是______，D是______，E是______，F(xiàn)是______。 答案：交流，4至6V，線圈，振動片，限位孔，振針，永磁體，接線柱。 O A B C D E F cm s1 2.80 4.40 s2 5.95 s3 7.57 s4 9.10 s5 10.71 s6 2．如圖是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結(jié)果。 （1）為了驗證小車的運動是勻變速運動，請進行下列計算，填入表內(nèi)（單位：cm） s2-s1 s3-s2 s4-s3 s5-s4 s6-s5 各位移差與平均值最多相差______cm，由此可以得出結(jié)論：小車的位移在________范圍內(nèi)相等，所以小車的運動是________。 （2）根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律，可以求得物體的加速度a==______m/s2。 （3）根據(jù)an-3=，可求出 a1==______m/s2，a2==______m/s2，a3==______m/s2， 所以，==______m/s2。 答案：（1）1.60，1.55，1.62，1.53，1.61，1.58，0.05，任意兩個連續(xù)相等的時間里、在誤差允許的，勻加速直線運動；（2）1.58；（3）1.59，1.57，1.59，1.58。 3．在研究勻變速直線運動的實驗中，如圖所示，為一條記錄小車運動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s。 （1）根據(jù)________計算各點瞬時速度，則 vA=______m/s，vB=______m/s，vC=______m/s， vD=______m/s，vE=______m/s。 cm 7.00 17.50 31.50 49.00 A B C D E t/s 0.1 0.2 0.3 0.4 0 60 80 100 120 140 160 v/cms-1 （2）在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的v-t圖線，并根據(jù)圖線求出a=________。將圖線延長與縱軸相交，交點的速度是________，此速度的物理意義是________。 答案：（1）vn=，0.53，0.88，1.23，1.58，1.93；（2）3.50m/s2，0.53m/s，開始計時小車的速度，即vA。