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1、一、實驗?zāi)康囊弧嶒災(zāi)康?1)(1)利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。利用打點計時器探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。(2)(2)能畫出小車運動的能畫出小車運動的vt圖像，并根據(jù)圖像求加速度。圖像，并根據(jù)圖像求加速度。2紙帶上點的意義紙帶上點的意義(1)表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置。表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置。(2)通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動 狀況。狀況。3勻變速直線運動的判斷勻變速直線運動的判斷看任意相鄰相等時間內(nèi)的位移之差是否相等來判斷物體看任意相鄰相等時間內(nèi)的位移之差是否相等來判斷物體是否做勻變

2、速直線運動，即可利用紙帶打出的點，若是否做勻變速直線運動，即可利用紙帶打出的點，若s6s5s5s4s4s3aT2，則做勻變速直線運動。，則做勻變速直線運動。三、實驗器材三、實驗器材 電火花計時器或電磁打點計時器、一端附有滑輪的長電火花計時器或電磁打點計時器、一端附有滑輪的長木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、木板、小車、紙帶、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線、電源、復(fù)寫紙片。復(fù)寫紙片。四、實驗步驟四、實驗步驟(1)把帶有滑輪的長木板平放在實驗桌上，把滑輪伸出桌把帶有滑輪的長木板平放在實驗桌上，把滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，并把面，把打點計時器固定在長木板上沒有

3、滑輪的一端，并把打點計時器連接在電源上。打點計時器連接在電源上。圖實圖實13(2)把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊掛上把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊掛上合適的鉤碼。把紙帶穿過打點計時器的復(fù)寫紙下，并合適的鉤碼。把紙帶穿過打點計時器的復(fù)寫紙下，并把它的一端固定在小車的后面。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，等打點把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，等打點計時器打點穩(wěn)定后，放開小車。換上新紙帶，重復(fù)實計時器打點穩(wěn)定后，放開小車。換上新紙帶，重復(fù)實驗驗3次。次。(4)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一從幾條紙帶中選擇一條比

4、較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，以后依次每五個點取一個計數(shù)點，確定好計數(shù)始點，并標(biāo)明點，并標(biāo)明0、1、2、3、4，測量各計數(shù)點到，測量各計數(shù)點到0點的點的距離距離d，記錄并填入表中。，記錄并填入表中。位置編號位置編號0123456時間時間t/sd/mx/mv/(ms1)(5)計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離計算出相鄰的計數(shù)點之間的距離s1、s2、s3(6)利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度計算出各計

5、數(shù)點時速度計算出各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度，填的瞬時速度，填入上面的表格中。入上面的表格中。(7)增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗。增減所掛鉤碼數(shù)，再做兩次實驗。五、數(shù)據(jù)處理五、數(shù)據(jù)處理1由實驗數(shù)據(jù)得出由實驗數(shù)據(jù)得出vt圖像圖像(1)根據(jù)表格中的根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系數(shù)據(jù)，在直角坐標(biāo)系 中仔細(xì)描點。中仔細(xì)描點。 圖實圖實14(2)作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直作一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，線上，落不到直線上的各點應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)，這條直線就是本次實驗的這條直線就是本次實驗的vt圖線，它

6、是一條傾斜的直圖線，它是一條傾斜的直線如圖實線如圖實14所示。所示。2由實驗得出的由實驗得出的vt圖像進(jìn)一步得出小車運動的速度圖像進(jìn)一步得出小車運動的速度 隨時間變化的規(guī)律。隨時間變化的規(guī)律。 有兩條途徑進(jìn)行分析：有兩條途徑進(jìn)行分析：(1)直接分析圖像的特點得出，小車運動直接分析圖像的特點得出，小車運動 的的vt圖像是一條傾斜的直線，如圖圖像是一條傾斜的直線，如圖 圖實圖實15 實實15所示，當(dāng)時間增加相同的值所示，當(dāng)時間增加相同的值t，速度也會，速度也會 增加相同的值增加相同的值v，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時，由此得出結(jié)論：小車的速度隨時 間均勻變化。間均勻變化。(2)通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得

7、到，既然小車的通過函數(shù)關(guān)系進(jìn)一步得到，既然小車的vt圖像是一條傾斜圖像是一條傾斜的直線，那么的直線，那么v隨隨t變化的函數(shù)關(guān)系式為變化的函數(shù)關(guān)系式為vktb，顯然，顯然v與與t成成“線性關(guān)系線性關(guān)系”，小車的速度隨時間均勻變化。，小車的速度隨時間均勻變化。六、注意事項六、注意事項(1)交流電源的電壓及頻率要符合要求。交流電源的電壓及頻率要符合要求。(2)實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調(diào)節(jié)振實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時要調(diào)節(jié)振 針的高度和更換復(fù)寫紙。針的高度和更換復(fù)寫紙。(3)開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。(4)先接通

8、電源，計時器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停先接通電源，計時器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運動時及時斷開電源。止運動時及時斷開電源。(5)要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達(dá)滑輪要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，在小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它。前及時用手按住它。(6)牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在大差別，從而使誤差增大，加速度的大小以能在50 cm長的紙帶上清楚地取得六、七個計數(shù)點為宜。長的紙帶上清

9、楚地取得六、七個計數(shù)點為宜。(7)要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在要區(qū)別計時器打出的點與人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為紙帶上每隔四個點取一個計數(shù)點，即時間間隔為T0.025 s0.1 s。(8)要多測幾組，盡量減小誤差。要多測幾組，盡量減小誤差。(9)描點時最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位，描點時最好用坐標(biāo)紙，在縱、橫軸上選取合適的單位， 用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點。用細(xì)鉛筆認(rèn)真描點。七、誤差分析七、誤差分析(1)根據(jù)紙帶測量的位移有誤差。根據(jù)紙帶測量的位移有誤差。(2)電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點的時間間隔不完全相等。電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩

10、點的時間間隔不完全相等。(3)紙帶運動時打點不穩(wěn)定引起測量誤差。紙帶運動時打點不穩(wěn)定引起測量誤差。(4)用作圖法，作出的用作圖法，作出的vt圖像并不是一條直線。圖像并不是一條直線。(5)木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度木板的粗糙程度并非完全相同，這樣測量得到的加速度 只能是所測量段的平均加速度。只能是所測量段的平均加速度。八、實驗改進(jìn)八、實驗改進(jìn) 鉤碼帶動小車做加速運動時，因受軌道等各方面的影鉤碼帶動小車做加速運動時，因受軌道等各方面的影響，致使小車加速度不恒定，即小車不能真正做勻加速直響，致使小車加速度不恒定，即小車不能真正做勻加速直線運動，因此可用阻力小的氣墊導(dǎo)軌替代長木板

11、，用頻閃線運動，因此可用阻力小的氣墊導(dǎo)軌替代長木板，用頻閃照相或光電計時的辦法替代打點計時器，可避免由于電源照相或光電計時的辦法替代打點計時器，可避免由于電源頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點間的時間間隔不完全相等，提頻率不穩(wěn)定，造成相鄰兩點間的時間間隔不完全相等，提高實驗的精確度。高實驗的精確度。例例1(2011廣東高考廣東高考)圖實圖實16是是“研究勻變速直線運研究勻變速直線運動動”實驗中獲得的一條紙帶，實驗中獲得的一條紙帶，O、A、B、C、D和和 E 為紙為紙帶上六個計數(shù)點。加速度大小用帶上六個計數(shù)點。加速度大小用 a 表示。表示。 圖實圖實16(1)OD 間的距離為間的距離為_cm。(2)如圖實

12、如圖實17是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的 st2 圖線圖線( s為各為各計數(shù)點至同一起點的距離計數(shù)點至同一起點的距離)，斜率表示，斜率表示_，其大小為，其大小為_ m/s2(保留三位有效數(shù)字保留三位有效數(shù)字)。 圖實圖實17例例2某同學(xué)用圖實某同學(xué)用圖實18所示裝置測量重力加速度所示裝置測量重力加速度g，所用交流電頻率為所用交流電頻率為50 Hz。在所選紙帶上取某點為。在所選紙帶上取某點為0號號計數(shù)點，然后每隔兩個計時點取一個計數(shù)點，所有測計數(shù)點，然后每隔兩個計時點取一個計數(shù)點，所有測量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖實量數(shù)據(jù)及其標(biāo)記符號如圖實19所示。所示。圖實圖實18圖實圖實19從數(shù)據(jù)處理方

13、法看，在從數(shù)據(jù)處理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，對實中，對實驗結(jié)果起作用的：方法驗結(jié)果起作用的：方法A中有中有_；方法；方法B中有中有_。因此，選擇方法。因此，選擇方法_(A或或B)更合理，這更合理，這樣可以減少實驗的樣可以減少實驗的_(系統(tǒng)或偶然系統(tǒng)或偶然)誤差。本實驗誤差。本實驗誤差的主要來源有誤差的主要來源有_。(試舉出試舉出兩條兩條)。答案答案s1、s6s1、s2、s3、s4、s5、s6B偶然阻力不偶然阻力不恒定、交流電頻率不穩(wěn)定等恒定、交流電頻率不穩(wěn)定等例例3某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖實某校研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)用如圖實110甲所甲所示的滴水法測量一小車在斜面上運

14、動時的加速度。實驗示的滴水法測量一小車在斜面上運動時的加速度。實驗過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘釘??；把滴水計過程如下：在斜面上鋪上白紙，用圖釘釘?。话训嗡嫊r器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)時器固定在小車的末端，在小車上固定一平衡物；調(diào)節(jié)滴水計時器的滴水速度，使其每滴水計時器的滴水速度，使其每0.2 s滴一滴滴一滴(以滴水計時以滴水計時器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn)器內(nèi)盛滿水為準(zhǔn))；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在；在斜面頂端放置一淺盤，把小車放在斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入斜面頂端，把調(diào)好的滴水計時器盛滿水，使水滴能滴入淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在

15、淺盤內(nèi)；隨即在撤去淺盤的同時放開小車，于是水滴在白紙上留下標(biāo)志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達(dá)斜面底白紙上留下標(biāo)志小車運動規(guī)律的點跡；小車到達(dá)斜面底端時立即將小車移開。圖乙為實驗得到的一條紙帶，用端時立即將小車移開。圖乙為實驗得到的一條紙帶，用刻度尺量出相鄰點之間的距離是刻度尺量出相鄰點之間的距離是s011.40 cm，s122.15 cm，s232.91 cm，s343.65 cm，s454.41 cm，s565.15 cm。試問：。試問：圖實圖實110(1)滴水計時器的原理與課本上介紹的滴水計時器的原理與課本上介紹的_原理類似。原理類似。(2)由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點4所代表時刻的瞬時速度所代表時刻的瞬時速度v4_ m/s，小車的加速度，小車的加速度a_ m/s2。(結(jié)果均結(jié)果均保留保留2位有效數(shù)字位有效數(shù)字)答案答案(1)打點計時器打點計時器(2)0.200.19