1、第七徘实验用打支计时器测餉速凌姓名:【知识要点】一、实验L1的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理设物体做匀加速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间T里的位移分别是切、S2、S3,则有(见第二章的习题)s=S2Si=S3S2=S4S3=,“,=aT2由上式还可得到s4-si=(s4-S3)+(s3-S2)+(S2-si)=3aT2同理有S5-S2=S6-S3=3aT2可见,测出各段位移S、如,即可求出S.-XX-£一Lc:£3尸2-3严再算出如、辺,的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。三、实验器材电火花计时器或电磁打
2、点计时器,一端附有滑轮的长木板,货车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳。W.实验步骤(1)把附有滑轮的长木板置于实验桌上,并使滑轮伸处桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,联接好电路。(2)把一条细绳拴在货车上,使细绳越过滑轮,下面挂上合适的钩码。把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在货车的前面。(3)把货车停在紧靠打点计时器处,接通电源后,放开货车,让货车拖着纸带运动,打点计时器就在纟氏带上打下一列小点。换上新纸带,重复实验三次。(4)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点子,在旁边以便检测的地方找一个开始点。为了检测便捷和减少偏差,一般
3、不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T=0.02X5=0.1so在选好的开始点下边标注A,在第六点下边标注B在第一点下边标注C,在第十六点下边标注D,点A、B、C、D,称作计数点,如图所示。两个相邻计数点间的距离分别是S】、S2、S3,C1Si|(Il5A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选定记数点B.使货车运动的加速度尽量小些C.舍弃纸带上密集的点,只借助点迹清晰,点间间隔适当的那一部份进行检测、计算D.选用各处平鑿程度、光滑程度相同的长木板做实验例2关于打点计时器的使用,下述说法中正确的是()A.打点记时
4、器通常使用4V6V的直流电源.B.安放纸带时.应把纸带置于复写纸的前面.C.开始释放货车时,应使货车紧靠打点计时器.D.最好在接通电源的同时,放开货车.例3下而是几个朋友打出的几条纸带,关于纸带所对应的运动情况正确的是(计数点按打点的先后次序编号).()甲乙丙丁A.甲、丁图表示物体作匀速运动.B.丙图表示物体作减速运动.C.乙图中若Se-S5=S5-S4=S
5、,用刻度尺测得各点与第1点的距离如下:点的顺序距离(cm)06.0312.5019.3526.5434.1542.15则该运动物体的加速度a=m/s2.(所用交流电源频度为50Hz)K点评逐差法是实验中研究纸带所对应的加速度的一个重要方式,必须牢靠把握。例5在''测定匀变速直线运动的加速度实验中,得到记录纸带如图9-2所示,图屮的点为记数点,在每两相邻的记数点间还有4个点没有画出,则货车运动的加速度为(单位:m/s2)()A.0.2B.2.0C.20.0D.200.010.8.10"*2.1k.活卜6.104例6如
6、图9-3所示,纸带上A.B、C.D、E>FG为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知纸带的加速度等于,在打D点时纸带的速率为图中表示各计数点与第一个点的距离)1tABCDEFG2.00320ISO6B09M2O0150cm例7在研究匀变速直线运动的实验中,算出货车经各计数点的瞬时的速率如下:计数点序号计数点对应的时刻(S)0.100.200.300.400.500.60通过计数点的速率(cm/s)44.062.081.0100.0110.0168.0(1)为了估算加速度,合理的方式是()A.按照任意两计数点的
7、速度公式,用a=Av/M算加速度.B按照实验数据画出v-t图,量出其夹角,由公式a=tga求加速度.C按照实验数据画出v-t图,由图上相距较远的两点,由a=Av/At求a.D.依次算岀通过连续两计数点间的加速度,算出其平均值作货车的加速度.【经典练习】1.图为用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的实验时记录下的一条纸带。纸带上选定1、2、3、4、5各点为记数点,将尺子靠在纸带边,零刻线与纸带上某一点0对齐。由0到1、2、3,点的距离分别用山、d?、ch”,表示打点计时器求加速度公式,检测出山、d2>d3,的值,填入表中。己知打点计时器所用交流电的频度为50Hz,由检测数据估算出面包车的加速
8、度“和纸带上打下点3时货车的速率旳,并说明加速度的方向。距离d】d2d3血d5检测值(cm)加速度大小a=m/s方向,货车在点3时的速率大小V3=in/so2.如图1-4-6所示,是实验时得到的条纸带,每两个相邻点时间间隔为0.02秒,则由图中给定数据可求得货车运动的加速度为mH。12.42cm彳t11图3.在“测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减少实验偏差来说,下述方式有益的是()A.选定记数点,把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位B.使货车运动的加速度尽量小些C.舍弃纸带上密集的点,只借助点迹清晰,点间间隔适当的那一部份进行检测、计算D.选用各处平整程度
9、打点计时器求加速度公式,光滑程度相同的长木板做实验4.为了测定某辆货车在平直路上起动时的加速度(货车起动时的运动可近似看作匀加速运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次爆光的相片(如图1-4-7).假如拍摄时毎隔2s爆光一次,货车车身总长为4.5m,这么这辆货车的加速度约为().A.1in/s2B.2m/s"C.3m/s"D.4m/s*图1-4-71.04北京】用打点计时器研究物体的自由落体运动,得到如图一段纸带,测得AB=7.65cin,BC=9.17cm.已知交流电频度是50Hz.则打B点时物体的瞬时速率为m/s.假如实验测出的重力加速度值比公认值偏小,
10、可能的诱因是.2.【06山东】小球作直线运动时的频闪相片如图所示。己知频闪周期T=0.1s.小球相邻位置宽度(由相片中的刻度尺量得)分别为OA=6.51cm,AB=5.59cm>BC=4.70cm.CD=3.80cm.DE=2.89cm,EF=2.00cm.小球在位置A时速率大小vA=m/s,小球运动的加速度沪m/s彳3.01春招】己知打点计时器接的交流电源频度是/,用它记录一个匀变速运动货车的位移,打出的-条纸带和已选好的计数点0,1、2、3、4如图所示.某同事检测出1与2两点间-7两点间的距离为4)运动的加速度的距离为斗2,3与4匕2
11、187;(0113亠4,由此可算出面包车4.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,也可先求出纸带上各点的瞬时速率V:,V,VK,做出Vt图线,由V-t图线的斜率求出加速度,正确作法有()(A)由Vn=(Sn+Sn+l)/2T求出各点的速率(B)描点后作vt图线时,应使所描的点尽可能在一条直线上,或则对称地分布在直线的两近旁(C)对某些偏离直线较远的点应舍弃,以使直线一定通过座标原点(D)所有的点都必须在V(图线上,图线可以略微弯曲5.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的货车的纸带的一部份,星任选的第一点,九和Dk是第11点和第21点,若加速度是lOcm/f,则该
12、计时器的打点频度是()6S(A)10Hz(B)2OHz(C)3OHz(D)40Hzj|257?6.由打点计时器打出的纸带,经标出计数点ABC”,并量出连续相等时间间隔的位移S】SuSm,后,如图所示。其中0为起始点(打点计时器打下的第一个点),由纸带所示数据可估算出以下各量中哪几个量(A)由A点到G点纸带运动的时间(B)由A点到G点纸带运动的平均速率卩(C)纸带运动的加速度(D)纸带通过C点的速率7.物体做匀加速直线运动时,打下一条理想的纸带。己知第二个计时点到第三个计时点的距离S3=4cm第四个计时点到第五个计时点的距离S5=8cm打点计时器所接的交流电源频率为50Hz,则()(A)打点周期为0.02s(B)S3-S2=4cm(C)加速度a=5m/s2(D)打计时点4时物体的速率V4=3in/s28.作匀加速直线运动的物体,在某一段时间At内经过的位移是$,则令表示:(A)物体在At时间内速率的降低量;(B)物体经过时间内的位移中点的即时速率;