专题1.9 测定匀变速直线运动的加速度-高中物理必修一同步课件

物理实验室注意事项 安全用电：防止触电。实验时，应先确认电路连接完好再接通电源，并做到不要用潮湿的手接触电器；实验结束后，应先切断电源再拆线路。 保持实验室环境卫生，禁止吃东西，喝水，用完实验仪器，必须将实验器材放回原处。 实验室里禁止大声喧哗，禁止嬉笑打闹。 对实验数据必须严谨对待，不得篡改数据，需要真实记录数据。 1-9 测定匀变速直线运动的加速度 ⊳⊳⇩ 1．能熟练使用打点计时器操作本实验． 2．会用图象法处理纸带数据，并求其加速度． ⊳⊳⇩ 1．实验器材 打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线，一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸． 2．实验步骤 (1)如图所示，把一端装有定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)把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行． (3)把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面． (4)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动．于是，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复实验三次． 数据处理的方法 1．选取纸带、确定计数点并进行测量 (1)在三条纸带中选择一条最清晰的纸带． (2)为了便于测量，一般舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点作计时起点(0点)． (3)每5个点(相隔0.1 s)取1个计数点进行测量(如下图所示，相邻两点中间还有4个点未画出)． 2．瞬时速度的计算 (1)瞬时速度的求解方法：时间间隔很短时，可用某段时间的平均速度表示这段时间内某一时刻的瞬时速度，即 .例如，图中第4个点的瞬时速度 ，其中x35表示第3个点到第5个点之间的距离，T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据 位置编号 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 x/m v/(m·s－1) 3.求小车的加速度 (1)用逐差法求加速度 以取六个间隔为例，由x2－x1＝aT2得x4－x1＝3aT2，则a1＝，a2＝，a3＝. 加速度的平均值为 a＝(a1＋a2＋a3) ＝ ＝[(x4＋x5＋x6)－(x1＋x2＋x3)] 逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值． (2)用v－t图象求加速度在坐标纸上，以速度v 为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系．根据 上表中的v、t数据，在直角坐标系中描点，如 右图所示，通过观察、思考，找出这些点的分 布规律，然后根据这些点的分布趋向，用一条 平滑的曲线(包括直线)连接这些点，并尽量让 多数点落在曲线上(或直线)上，不在曲线(或直线)上的点应分布在曲线 (或直线)两侧，且两侧的点数大致相同． 注意：在坐标纸上画v－t图象时，坐标轴单位长度的选取要合适，使图 象分布在坐标平面的大部分面积上． (3)分析v－t图象，小车运动的加速度数值上等于v－t图线的斜率，应注 意其斜率等于Δv/Δt，不能由tan θ求加速度． 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 2．应该是先接通电源，等打点稳定后，再释放小车． 3．取下纸带前，先断开电源． 4．如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度． 5．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒． 6．每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰． 7．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕(可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位． 8．要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s. 9．在坐标纸上画v－t图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在较大的坐标平面内． ⊳⊳⇩ 1．使用电磁打点计时器测物体的运动速度，多处摩擦会影响物体的运动，如纸带与振针间的摩擦、纸带与限位孔间的摩擦．使用电火花计时器就可较好地避免这些摩擦． 2．所使用的电源频率不稳定，导致计时误差． 3．纸带上计数点间距离的测量带来偶然误差． 4．长木板各处的粗糙程度并非完全相同． 5．用作图法，作出的v－t图线并非是一条直线． ⊳⊳⇩ $$