2011届高考物理专题综合复习教案8实验研究匀变速直线运动.doc

第二部分 实验：研究匀变速直线运动 知识要点梳理实验目的 1．练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。 2．掌握判断物体是否作匀变速运动的方法。 3．测定匀变速直线运动的加速度。 4．能利用“逐差法”求加速度。实验器材 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、开关及导线实验原理 1．由纸带判断物体做匀变速运动的方法 如图所示，0、1、2、.…为时间间隔相等的各计数点，为相邻两计数点间的距离，若 (常量），即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。  2．由纸带求物体运动加速度的方法 （1）用“逐差法”求加速度 即根据 (T为相邻两计数点间的时间间隔）求出 ，再算出平均值即为物体运动的加速度。 （2）用图象求加速度 即先根据求出打第n点时纸带的瞬时速度，然后作出图象， 图线的斜率即为物体运动的加速度。实验步骤 1．按图把一端附有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．把细绳的一端固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车。 3．先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。 4．选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T=0.1s。 5．用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离。用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度）。实验方法攻略数据处理 1．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，在后边便于测量的地方找一个开始点来确定计数点。为了计算方便和减小误差，通常用连续打五个点的时间作为时间单位，即T=0.1 s。 2．正确使用毫米刻度尺测量每相邻两计数点间的距离，并填入表内，用逐差法求出加速度，最后求其平均值。（请读者自己设计表格）。 3．也可求出各计数点对应的瞬时速度，作出图象，求直线的斜率，即物体运动的加速度。误差分析 由于相邻计数点之间的距离测量有误差而使加速度a的测量结果产生误差；由于交流电源频率不稳定使打点周期T不稳定产生误差。注意事项 1．细绳尽可能与木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变； 2．开始释放小车时，小车应尽量靠近打点计时器； 3．小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约50 cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜； 4．要防止钩码落地撞坏以及小车跟定滑轮相撞，应采取一些防范措施； 5．要区别计时器打出的点与人为选取的计数点（一般把计时器打出的5个点作为1个计数点），选取的计数点不少于6个； 6．不要分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出到计数起点0之间的距离）。读数时估读到毫米的下一位。典型例题透析 1、如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中=7.05cm、=7.68cm、=8.33cm、=8.95cm、=9.61cm、=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是_______m/s，小车运动的加速度计算表达式为________________，加速度的大小是_______ （计算结果保留两位有效数字）。  思路点拨：本题考查和的应用。 解析：  总结升华：这类题要把所给的数据尽量多地用上，如用逐差法求加速度等。容易犯的错误就是只用其中的几组数据，造成数据处理的误差。举一反三 【变式】研究匀变速直线运动的实验中打出的纸带如图所示，图中的A、B、C、D、E均为计数点，相邻两计数点之间均包含5个自然打点间隔，测量计数点间距时，用刻度尺的零刻度线与纸带上的起始点O对齐，由A至E各点对应的刻度值分别为7.00、11.10、17.20、25.20和35.10（单位：cm）。根据纸带，求： （1）物体运动的加速度； （2）打出C、D点时纸带速度各为多大?  解析：由图可知：相邻两计数点的间距分别为 ＝4.1cm，＝6.1cm，＝8.0cm，＝9.9cm， 所以在实验误差允许的范围内 （1）