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1、第4講實驗一測定勻變速直線運動的加速度,實驗?zāi)康?1練習(xí)正確使用打點計時器 2會利用紙帶求勻變速直線運動的瞬時速度、加速度 3會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,并能畫出小車運動的vt圖象,根據(jù)圖象求加速度,實驗原理 1.,2.,實驗過程,注意事項 1平行:紙帶和細繩要和木板平行 2兩先兩后:實驗中應(yīng)先接通電源,后讓小車運動;實驗完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶 3防止碰撞:在到達長木板末端前應(yīng)讓小車停止運動,要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞 4減小誤差:小車的加速度要適當大些,可以減小長度的測量誤差,加速度大小以能在約50 cm的紙帶上清楚地取出67個計數(shù)點為宜,熱點一刻度尺的讀數(shù) 【典例1】 如
2、圖1-4-1所示,用毫米刻度尺測量紙帶中的計數(shù)點0、1之間的距離為________ mm,0、2之間的距離為________ mm,2、3之間的距離為________ mm. 圖1-4-1,解析毫米刻度尺的最小刻度為1 mm,讀數(shù)時要估讀到毫米的下一位計數(shù)點0、1之間的距離為8.9 mm(9.0 mm也可),若讀成8.90 mm或9 mm都是錯誤的;0、2之間的距離為19.5 mm,2、3之間的距離為12.5 mm(32.0 mm19.5 mm) 答案8.9(9.0也可)19.512.5,刻度尺的讀數(shù)應(yīng)注意 (1)刻度尺讀數(shù)時要使刻度線緊貼被測物體,眼睛正對刻度線讀數(shù) (2)毫米刻度尺的精確度
3、為1 mm,讀數(shù)時要估讀到最小刻度的下一位,【變式跟蹤1】 圖1-4-2是“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點,加速度大小用a表示 圖1-4-2 OD間的距離為________ cm. 圖1-4-3是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的xt2圖線(x為各計數(shù)點至同一起點的距離),斜率表示__________,其大小為________ m/s2(保留三位有效數(shù)字),圖1-4-3,,熱點二用“紙帶法”測速度、加速度 【典例2】 2012山東卷,21(1)某同 學(xué)利用圖1-4-4甲所示的實驗裝置,探究物塊在水平桌面上的運動規(guī)律物塊在重物的牽引下開始運動,重物落地后,物塊
4、再運動一段距離停在桌面上(尚未到達滑輪處)從紙帶上便于測量的點開始,每5個點取1個計數(shù)點,相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示打點計時器電源的頻率為50 Hz.,甲,乙,圖1-4-4,通過分析紙帶數(shù)據(jù),可判斷物塊在兩相鄰計數(shù)點________和________之間某時刻開始減速 計數(shù)點5對應(yīng)的速度大小為________m/s,計數(shù)點6對應(yīng)的速度大小為______m/s.(保留三位有效數(shù)字) 物塊減速運動過程中加速度的大小為a________m/s2.,答案67(或76)1.001.202.00,1利用紙帶判定物體運動的性質(zhì) (1)若x1、x2、x3基本相等,則可判定物體在實驗誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線
5、運動 (2)利用x1、x2、x3可以計算出在相鄰相等時間間隔內(nèi)物體的位移差x2x1、x3x2、x4x3,如果它們在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等,則可以判定物體做勻變速直線運動,2計算點間的距離 計數(shù)點間距離的給定有兩種:相鄰點間距離和各計數(shù)點到O點的距離,計算時后者要先轉(zhuǎn)換為前者,如圖所示,3常見錯誤 對紙帶進行數(shù)據(jù)處理時,常見的錯誤有:(1)誤認為T0.02 s,沒有注意到圖中相鄰計數(shù)點之間有幾個點沒畫出(2)沒有進行單位換算,圖中各數(shù)據(jù)的單位都是cm,應(yīng)當換算為m.,【變式跟蹤2】 (2013淮陰中學(xué)測試)在研究某小車運動狀態(tài)的實驗中,如圖1-4-5所示為一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中A、B
6、、C、D為依次打下的相鄰的計數(shù)點,且相鄰計數(shù)點間的時間間隔T0.1 s. 圖1-4-5 (1)由紙帶可以判定小車做________運動,因為:______________________________________________. (2)根據(jù)紙帶可以計算C點的瞬時速度,vC_______ m/s. (3)根據(jù)紙帶可以計算出該小車的加速度大小為a m/s2.,,【典例3】 (2013蘇錫常鎮(zhèn)四市一調(diào))在暗室中用如圖1-4-6所示的裝置做“測定重力加速度”的實驗 圖1-4-6,實驗器材有:支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺絲夾子、接水鋁盒、一根熒光刻度的米尺、頻閃儀 具體實驗步驟如下:
7、在漏斗內(nèi)盛滿清水,旋松螺絲夾子,水滴會以一定的頻率一滴滴地落下 用頻閃儀發(fā)出的白閃光將水滴流照亮,由大到小逐漸調(diào)節(jié)頻閃儀的頻率直到第一次看到一串仿佛固定不動的水滴 用豎直放置的米尺測得各個水滴所對應(yīng)的刻度 采集數(shù)據(jù)進行處理 (1)實驗中看到空間有一串仿佛固定不動的水滴時,頻閃儀的閃光頻率滿足的條件是:________________________ ,(2)實驗中觀察到水滴“固定不動”時的閃光頻率為30 Hz,某同學(xué)讀出其中比較圓的水滴到第一個水滴的距離如圖1-4-7所示,根據(jù)數(shù)據(jù)測得當?shù)刂亓铀俣萭______ m/s2;第8個水滴此時的速度v8________ m/s(結(jié)果都保留三位有效數(shù)
8、字) 圖1-4-7 (3)該實驗存在的系統(tǒng)誤差可能有(答出一條即可):____________________________.,(3)該實驗存在系統(tǒng)誤差的原因可能有空氣阻力、水滴滴落的頻率變化、米尺沒有豎直放置等 答案(1)頻閃儀頻率等于水滴滴落的頻率 (2)9.722.28 (3)存在空氣阻力(或水滴滴落的頻率變化),【變式跟蹤3】 物理小組在一次探究活動中測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)實驗裝置如圖1-4-8甲所示,打點計時器固定在斜面上,滑塊拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下圖乙是打出的紙帶的一段 圖1-4-8,(1)已知打點計時器使用的交流電頻率為50 Hz,選A、B、C、D、E、F、G等7個點為計數(shù)點,且各計數(shù)點間均有一個點沒有畫出滑塊下滑的加速度a________ m/s2. (2)為測量動摩擦因數(shù),下列物理量中還應(yīng)測量的有________(填入所選物理量前的字母) A木板的長度L B木板的末端被墊起的高度h C木板的質(zhì)量m1 D滑塊的質(zhì)量m2 E滑塊運動的時間t,答案(1)3.00(2)AB,預(yù)測高考命題視角 以本實驗為背景,通過改變實驗條件、實驗儀器設(shè)置題目,不脫離教材而又不拘泥教材,體現(xiàn)開放性、探究性等特點,見Word版活頁訓(xùn)練,