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測定勻變速 運(yùn)動的加速度,龐留根 呂叔湘中學(xué) 2007年7月 Email: ,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng) 2007年天津理綜卷22(2) 06年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題11(2) 07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模12 07屆南京市綜合檢測題（二） 9(1) 蘇北五市07屆調(diào)研考試12 07年江蘇省揚(yáng)州市一模12 2007年高考廣東卷14 2007高考理綜北京卷21(2),測定勻變速運(yùn)動的加速度,實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,1練習(xí)使用打點(diǎn)計時器，學(xué)習(xí)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動。 2學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計時器測定即時速度和加速度。,實(shí)驗(yàn)原理:,1打點(diǎn)計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點(diǎn)（由于電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點(diǎn)就表示了和紙帶相連的運(yùn)動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動的情況。,2由紙帶判斷物體做勻變速直線運(yùn)動的方法：如圖所示，0、1、2為時間間隔相等的各計數(shù)點(diǎn)，s1、s2、s3、為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的距離,若s=s2-s1=s3-s2=恒量，即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運(yùn)動為勻變速直線運(yùn)動。,由紙帶求物體運(yùn)動加速度的方法：,3,（1）用“逐差法”求加速度：即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔）求出,再算出a1、a2、a3的平均值即為物體運(yùn)動的加速度。,（2）用v-t圖法：,即先根據(jù) 求出打第n點(diǎn)時紙帶的瞬時速度，后作出v-t圖線，,圖線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。,實(shí)驗(yàn)器材 小車，細(xì)繩，鉤碼，一端附有定滑輪的長木板，打點(diǎn)計時器，低壓交流電源，導(dǎo)線兩根，紙帶，米尺。,實(shí)驗(yàn)步驟,1把一端附有定滑輪的長木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示(見下頁）。,2把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，試放手后，小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點(diǎn)計時器，并把它的一端固定在小車的后面。,3把小車停在靠近打點(diǎn)計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運(yùn)動，打點(diǎn)計時器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn), 取下紙帶, 換上新紙帶, 重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。,4選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點(diǎn)子, 確定好計數(shù)始點(diǎn)0, 標(biāo)明計數(shù)點(diǎn),正確使用毫米刻度尺測量兩點(diǎn)間的距離，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度, 作v-t圖線 , 求得直線的斜率即為物體運(yùn)動的加速度。,注意事項(xiàng),1紙帶打完后及時斷開電源。 2小車的加速度應(yīng)適當(dāng)大一些，以能在紙帶上長約50cm的范圍內(nèi)清楚地取78個計數(shù)點(diǎn)為宜。 3應(yīng)區(qū)別計時器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個軌跡點(diǎn)選1個計數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個。 4不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計數(shù)點(diǎn)到計數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。,2007年天津理綜卷22(2),22.某學(xué)生用打點(diǎn)計時器研究小車的勻變速直線運(yùn)動。他將打點(diǎn)計時器接到頻率為50 Hz的交流電源上，實(shí)驗(yàn)時得到一條紙帶。他在紙帶上便于測量的地方選取第一個計時點(diǎn)，在這點(diǎn)下標(biāo)明A ，第六個點(diǎn)下標(biāo)明B ，第十一個點(diǎn)下標(biāo)明C ，第十六個點(diǎn)下標(biāo)明D ，第二十一個點(diǎn)下標(biāo)明E 。測量時發(fā)現(xiàn)B點(diǎn)已模糊不清，于是他測得AC長為14.56 cm ，CD長為11.15cm ，DE長為13.73 cm ，則打C點(diǎn)時小車的瞬時速度大小為_m/s,小車運(yùn)動的加速度大小為 ms2 ，AB的距離應(yīng)為 cm 。(保留三位有效數(shù)字),0.986,2.58,5.99,06年廣東東莞中學(xué)高考模擬試題11(2),11.（2）某同學(xué)在測定勻變速直線運(yùn)動的加速度時，得到了在不同拉力下的A、B、C、D等幾條較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.1s，將每條紙帶上的計數(shù)點(diǎn)都記為0、1、2、3、4、5，如圖所示甲、乙、丙三段紙帶，分別是從三條不同紙帶上撕下的. 在甲、乙、丙三段紙帶中，屬于紙帶A的是 . 打A紙帶時，物體的加速度大小是 m/s2,丙,3.33,07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模12,12 . ( 8 分)如圖（甲）所示，用包有白紙的質(zhì)量為 1.00kg 的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在電動機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點(diǎn)計時器當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，在圓柱棒豎直下落的過程中，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖（乙）所示，設(shè)毛筆接觸棒時不 影響棒的運(yùn)動,測得記號之間的距離依次為 26.0mm 、 41.0mm 、 56.0mm 、 71.0mm 、86.0mm 、 101.0mm ，已知電動機(jī)銘牌上標(biāo)有“ 1500 r/min ”字樣，由此研究圓柱棒的運(yùn)動情況 ( 1 )毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔 T s ，圖（乙）中的圓柱棒的 （選填“左”或“右”）端是懸掛端 ( 2 )根據(jù)圖（乙）所給的數(shù)據(jù)，計算毛筆畫下記號C 時圓柱棒下落的速度vc= m/s , 圓柱棒豎直下落的加速度a m/s2.,0.04,左,1.2,9.4,07屆南京市綜合檢測題（二） 9(1),9（1）做勻加速直線運(yùn)動的小車，牽引一條紙帶通過打點(diǎn)計時器，交流電的頻率為50Hz，由紙帶上打出的某一點(diǎn)開始,每隔5個時間間隔剪下一條紙帶，將紙帶貼在坐標(biāo)系中，如圖所示，則運(yùn)動物體的加速度為 m/s2,0.80,蘇北五市07屆調(diào)研考試12,12在“利用打點(diǎn)計時器測定勻加速直線運(yùn)動加速度”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，共取了A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點(diǎn)（每相鄰兩個計數(shù)點(diǎn)間的四個點(diǎn)未畫出）。從每一個計數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段（分別叫a、b、c、d、e段），將這五段紙帶由短到長緊靠但不重疊地粘在xoy坐標(biāo)系中，如圖所示，由此可以得到一條表示v-t關(guān)系的圖線，從而可求出加速度。 請你在xoy坐標(biāo)系中用最簡潔的方法作出能表示v-t關(guān)系的圖線(作答在題卡上)，并指出哪個軸相當(dāng)于v軸？答： 。,解：,vt 圖線如圖所示,y軸相當(dāng)于v軸,這種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理的方法可稱為“等效替代法”。在以下的物理研究中，采用這種類似方法的是 。 A通過實(shí)驗(yàn)和推理得出牛頓第一定律 B在“驗(yàn)證碰撞中的動量守恒”實(shí)驗(yàn)中，用小球落地點(diǎn)的水平距離來代替速度 C在研究電流與電壓、電阻關(guān)系時，先保持電阻不變，研究電流與電壓的關(guān)系 D在描述電場或磁場時，引入電場線或磁感線 從第一個計數(shù)點(diǎn)開始計時，要想求出0.15s時刻的瞬時速度，需要測出哪一段紙帶的長度？ 答： 。 若測得a段紙帶的長度為2.0cm，e段紙帶的長度為10.0cm，則加速度為 m/s2。,B,b,2.0,07年江蘇省揚(yáng)州市一模12,12(8分)某同學(xué)做測定勻變速直線運(yùn)動的加速度實(shí)驗(yàn)得到如圖所示的紙帶，該同學(xué)按相等時間間隔取連續(xù)的幾段位移，從它們的分界點(diǎn)將紙帶剪斷，將剪得的幾段紙帶按圖所示順序貼在坐標(biāo)中，各段緊靠但不重疊，然后可得到一條表示v- t關(guān)系的圖線，從而求出加速度。 (1)在答題卡圖中給坐標(biāo)軸標(biāo)上合 適的名稱并注明單位； (2)在答題卡圖中畫出表示v- t關(guān)系 的圖線； (3)，該同學(xué)通過圖象求出加速度 的方法是 。,v/ms-1,t/s,v-t圖線的斜率就是加速度,2007年高考廣東卷14,14（8分）如圖11（a）所示，小車放在斜面上，車前端栓有不可伸長的細(xì)線，跨過固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點(diǎn)計時器的紙帶相連。起初小車停在靠近打點(diǎn)計時器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的的距離。啟動打點(diǎn)計時器，釋放重物，小車在重物的牽引下，由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，重物落地后，小車會繼續(xù)向上運(yùn)動一段距離。打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50Hz。圖11（b）中a、b、c是小車運(yùn)動紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動方向如箭頭所示。,（1）根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)據(jù)，計算打c段紙帶時小車的加速度大小為_m/s2。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） （2）打a段紙帶時，小車的加速度是2.5 m/s2。請根據(jù)加速度的情況，判斷小車運(yùn)動的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的 。 （3）如果取重力加速度10m/s2，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物與小車的質(zhì)量比為_。,5.0,解見下頁,結(jié)果是4.8 m/s2的得1分,D3D4區(qū)間內(nèi),1:1,解:,（1）打c段紙帶時小車的加速度大小,（2）最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的D3D4區(qū)間內(nèi),（3）根據(jù)牛頓第二定律,解得 m1=m2,題目,2007高考理綜北京卷21(2),21某同學(xué)用圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車在斜面上的運(yùn)動。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： a安裝好實(shí)驗(yàn)器材。 b接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿平板斜面向下運(yùn)動，重復(fù)幾次。選出一條點(diǎn)跡比較清晰的紙帶，舍去開始密集的點(diǎn)跡，從便于測量的點(diǎn)開始，每兩個打點(diǎn)間隔取一個計數(shù)點(diǎn)，如圖3中0、1、2、6點(diǎn)所示。,第3頁,第4頁,c測量1、2、3、6計數(shù)點(diǎn)到0計數(shù)點(diǎn)的距離，分別記做：S1、S2、S3S6。 d通過測量和計算，該同學(xué)判斷出小車沿平板做勻加速直線運(yùn)動。 e分別計算出S1、S2、S3S6與對應(yīng)時間的比值。 f以為縱坐標(biāo)S/t 、t為橫坐標(biāo)，標(biāo)出與對應(yīng)時間t的坐標(biāo)點(diǎn)，畫出S/t -t圖線。 結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)步驟，請你完成下列任務(wù)： 實(shí)驗(yàn)中，除打點(diǎn)計時器（含紙帶、復(fù)寫紙）、小車、平板、鐵架臺、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有_和_。（填選項(xiàng)代號） A電壓合適的50Hz交流電源 B電壓可調(diào)的直流電源 C刻度尺 D秒表 E天平 F重錘,A,C,第4頁,將最小刻度為1mm的刻度尺的0刻線與0計數(shù)點(diǎn)對齊，0、1、2、5計數(shù)點(diǎn)所在的位置如圖4所示，則 S2= cm，S5= cm。 該同學(xué)在圖5中已標(biāo)出1、3、4、6計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請你在該圖中標(biāo)出與2、5兩個計數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出S/t -t圖線。 根據(jù)S/t-t圖線判斷，在打0計數(shù)點(diǎn) 時，小車的速度v0=_m/s；它 在斜面上運(yùn)動的加速度 a=_m/s2。,2.98,13.20,解見下頁,0.18,4.8,題目, 解：,在打2計數(shù)點(diǎn)時，,S2/t =2.9810-2/0.08=0.37m/s,在打5計數(shù)點(diǎn)時，,S5/t =13.210-2/0.20 =0.66m/s,畫出S/t-t圖線如圖示。,解：根據(jù)S/t-t圖線可知，,在打0計數(shù)點(diǎn)時，v0 = 0.18 m/s,在打1計數(shù)點(diǎn)時，S1/t =0.28 m/s, 在打6計數(shù)點(diǎn)時，S6/t =0.76 m/s,勻變速運(yùn)動一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的即時速度,t1=0.02s v1=0.28 m/s,t6=0.12s v6=0.76 m/s,第2頁,題目,也可以將橫軸的標(biāo)度改為原來的一半，縱軸改為v，如圖紅字所示，則圖像就是即時速度v隨時間t變化的v-t的圖線。,由v-t圖線的斜率得到,題目,第2頁,第3頁,