匀变速直线运动小车实验 4种匀变速直线运动图像


研究匀变速直线运动的实验

T=0.1秒

匀变速直线运动小车实验 4种匀变速直线运动图像匀变速直线运动小车实验 4种匀变速直线运动图像


匀变速直线运动小车实验 4种匀变速直线运动图像


S1=AB=1厘米=0.01米

S2=BC=(2.4-1)厘米=0.014米

S3=CD=(4.2-2.4)厘米=0.018米

S4=DE=(6.5-4.2)厘米=0.023米

S5=EF=(9.2-6.5)厘米=0.027米

C点的即时速度是Vc=BD

/(2T)=(S2+S3)

/(2T)=(0.014+0.018)/

(20.1)=0.16

m/s

(为求得A点速度,先求B点速度)

B点速度是Vb=AC

/(2T)=(S1+S2)

/(2T)=(0.01+0.014)/

(20.1)=0.12

m/s

因为是匀变速直线运动,所以有Vb=(Va+Vc)/

2得A点的即时速度是Va=2Vb-Vc=20.12-0.16=0.08

m/s

ΔS=[(S4-S1)+(S5-S2)]

/6(用逐法)

=[(0.023-0.01)+(0.027-0.014)]

/6

=0.0043

米由a=ΔS

/T^2得物体的加速度是

a=0.0043

/0.1^2=0.43

m/s^2

研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示,其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz。纸带

(1)DCBA (2)0.1 (3)

(4)

试题分析:(1)本实验的实验步骤:①仪器的安装②测量与记录③数据处理及实验结论,即先连接实验器材,后穿纸带,在连接小车,测量时先接通电源,后释放纸带,所以上述实验步骤的正确顺序是DCBA。

。,有

在研究匀变速直线运动规律的实验中,小车在某一力的作用下作匀加速运动,图为一次记录小车运动情况的纸带

(1)相邻计数点的时间间隔为T=0.1秒,

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小.

vD=XCE2T=1.056?0.27600.2=3.9 m/s

(2)设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,

得:x3-x1=2a1T2

x4-x2=2a2T2

为了更加准确的求解加速度,我们对两个加速度取平均值

得:a=12(a1+a2)

即小车运动的加速度计算表达式为:a=XCE?XAC4T2=1.056?0.276?0.2760.04m/s2=12.6m/s2

故为:3.9; 12.6.

高一的实验“探究小车速度随时间变化规律(就是匀变速直线运动)”的原理是什么

实验要求]

[目的] 复习作匀变速直线运动物体的加速度的测试方法

[原理] 设小车作匀变速直线运动,在两个连续相等的时间T里的位移分别为s1'和s2',a为加速度,v0、v1依次为s1'和s2'的初始速度,则s1'=v0T+0.5aT^2,s2'=v1T+0.5aT^2。因为v1=v0+aT,可得s2'-s1'=aT^2,即a=(s2'-s1')/T^2=△s/T^2。这样,只要测出

s1',s2'或△s(即s2'-s1')和T就可以求出加速度a

[器材] 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、刻度尺、放在水平桌面上的附有滑轮的木板、导线两根、重物。

打点计时器是一种计时仪器。它使用的电压为6V、频率为50Hz的交流电源,每隔0.02s打点一次。

打点计时器的构造图(我不画了)如图。通电以前,先将纸袋穿过限位孔,再把套在定位轴上的圆形复写纸片压在纸带上。接通电源,振针就跟着振片上下振动,在运动的纸带上打出一系列的点。

由于打点计时器打点的时间间隔市0.02s,因此打在纸带上一系列的点,记录了纸袋运动的时间。当纸带跟运动物体连接在一起时,纸带上的点也就相应地表示运动物体在不同时刻的位置,从而可以得出运动物体的时间与路程的关系。

[步骤]

1、将打点计时器用配套的螺旋夹固定在长木板的一边。如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定;有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在长木板边缘也可,但要注意不能影响打点计时器工作。

2、将穿过打点计时器的纸带与小车厢连接。作时须注意要将纸带紧紧地夹在小车上,以免小车运动时纸带松开,可用弹簧夹子夹住,但不要使纸带破损,以免小车启动时把纸带拉断。

3、将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接。

4、作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心,以免小车前进时小车转动或摇晃,可在系好细绳后试拉一下小车,观察车身是否作直线运动。

5、将打点计时器接上电源,让小车在水平长木板上运动;打点计时器同时开始工作,在纸带上打出一系列的点。作时应试打几次,不要使点迹过分密集或过分疏散,若觉得太密集时可增加绕过滑轮线绳下所系的重物,反之则减小。

6、取下纸带,舍去开头的较密集的点,在后面便于测量的地方找一个起始点,把每打五次的时间作为时间单位,即T=0.025s=0.1s。在纸带上从个点开始,每隔5点一次标上0,1,2,3,……。设两个相邻计数点的距离分别是s1',s2',s3',……

7、测出位移s1',s2',s3',……,算出两相邻位移之△s1=s2'-s1',△s2=s3'-s2',△s3=s4'-s3',……。

8、利用公式a=△s/T^2,算出加速度a1,a2,a3,……的值。

9、求出加速度a1,a2,a3,……的平均值,它就是小车作匀加速直线运动的加速度。

[注意事项]

1、打点计时器在使用前要先仔细检查一遍,看它在接通电源后能否在纸带上打出点迹来。一般常见的问题是复写纸垫反了,可把纸重新垫好;另一个情况是磁铁有时会松动,使磁铁位置偏了,可略拨正一下。

2、细绳拉车时往往不易使拉力通过重心或在重心的正下方,使车走偏线路。方法可在小车上配重,一般在影响不很大的情况下可在小车的偏离的另一边上滴上蜡块,这样经过配重后可使小车保持直线运动。

3、为起见,本实验还可以用逐法进行数据处理,即a1=(s4-s1)/3T^2,a2=(s5-s2)/3T^2,a3=(s6-s3)/3T^2,

则a=(a1+a2+a3)/3

(1)研究小车匀变速直线运动的实验装置如图(a)所示其中斜面倾角θ可调,打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)①DCBA ②0.1 ③

④(2)①连线如图所示 ②0.1 ③

5.92

(1)①先安装打点计时器,让纸带穿过限位孔,再放小车连纸带,然后接通电源释放小车,关电源取纸带。②相邻两个计数点间的时间间隔

。③根据匀变速直线运动一段时间内中间时刻的瞬时速度等于平均速度,得到计数点5对应的瞬时速度大小

;④用逐法求得小车的加速度

。。③由于安培表A 1 的示数不变,因此 ac 段单位长度上的电压不变, R x 两端的电压为 Lu ,根据欧姆定律有

,那么

,作出坐标纸上的图象,则图象的斜率

,求得

。【考点定位】(1)研究小车匀变速直线运动的实验,实验步骤、数据处理。容易题

研究小车匀变速直线运动的实验,打出的纸带如图所示,打点计时器的工作频率为50Hz,纸带上各计数点的间距

(1)打点计时器的工作频率为50Hz,每隔0.02s打一次电,每相邻两点之间还有4个记录点未画出,共5个0.02s,故T=0.1s;

(2)根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上5点时小车的瞬时速度大小.

v5=X462T=S4+S52T

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

S4-S1=3a1T2

S5-S2=3a2T2

S6-S3=3a3T2

为了更加准确的求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:

a=13(a1+a2+a3)

即小车运动的加速度计算表达式为:a=(S4+S5+S6)?(S1+S2+S3)9T2

故为:(1)0.1

(2)S4+S52T,(S4+S5+S6)?(S1+S2+S3)9T2.

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