测匀加速直线运动物体的加速度
执教：吴醒
一、教学目标：
（一）知识与技能
1、学会用DIS实验器材及软件测量匀变速直线运动物体的加速度。
2、进一步掌握匀加速直线运动的运动规律和v-t图像特征。
3、知道测量匀加速直线运动物体的加速度的几种方法。
（二）过程与方法
通过实验探究掌握测量加速度的方法，进一步掌握匀变速运动物体的规律
（三）情感态度与价值观
通过探究实践，认识DIS在探究物理规律中的作用和信息技术给学习带来的革命性的变化。
二、重点
1、测量做匀变速直线运动物体的加速度的方法。
2、使用DIS实验器材测量物体的加速度。
三、难点
1、对几种测量方法的理解。
2、实验操作。
课时：1
教材分析：
因为加速度是研究变速运动必不可少的物理量，测量物体的加速度是研究变速运动不可缺少的过程。强调过程与方法又是新教材强调的重点，因此为了加强实验研究和探索实验规律、本课程安排了利用DIS 实验仪器测匀变速直线运动的加速度，利用DIS实验的灵活与变通的特点，让学生了解多种测匀变速直线运动物体加速度的方法。
四、教学过程
（一）、引入
为了描述做变速运动物体的速度随时间的变化情况，我们引入了加速度这个物理量。
问题1：请回忆加速度是如何定义的？
加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量a=（v t-v0）/t
问题2：作匀变速直线运动物体的加速度有什么特征？
加速度为恒量。物体在相等的时间里速度的变化量相等。或者说速度随时间均匀变化。
问题3：根据匀变速直线运动物体的特征，做出v-t图像。
如何从v-t图像中求出a？
在图像上任取两点A、B，找到对应的速度和时刻。
利用a=（v b-v a）/（t b-t a）求出直线的斜率。
（二）、学生实验
实验目的：利用DIS 测斜面小车的加速度。
1、 学习软件的使用
2、 测量原理：用传感器和计算机获得v-t 图。
3、实验现象分析
（1）、观察计算机界面上得到的小车运动曲线，分析各阶段的运动情况。
小车在哪一个点上开始运动？
A-B 段小车在做什么运动
B-C 段小车在做怎样的运动？
（2）、在A-B 段中选择相距较远的区域，得到对应V1，V2和t1，t2并求出直线的斜率。得到小车的加速度
注意事项：
1、调节轨道倾角，重复实验。直至屏上显示的v-t 图像是一段倾斜直线时，再进入数据分析。
2、在获得的运动图像中，应选取距离较远的一段。
多次测量结果取平均值。
二、根据匀变速直线运动的规律测加速度的其他方法
回忆做匀变速直线运动物体的运动规律？
问题探讨：除图像法以外是否可以利用匀变速直线运动的规律得到加速度的值
方法一：利用光电门和计时器测出v 0、v t 和t ，求出a 。 依据t
v v a t 0-= 实验演示：
1、介绍实验器材和软件使用
2、演示实验
连接器材。
将滑轨一端垫高，使小车能做匀加速直线运动。
让小车沿轨道由静止下滑，依次通过光电门1和光电门2，得到a
比较多次测量的结果，求平均值。
方法二：测量v 0、s 和t ，求a 。
依据： 2021at t v s +=，求出20)(2t
t v s a -= 方法三：通过测量v 0，v t 和s ，求出a 依据：s v v a t 22
02-=
V （m/s ） s ）
教学反思：本课程旨在通过实践应用让学生进一步了解匀变速直线运动的规律，由于学生第一次接触DIS实验，在操作上还有欠熟练。
打点计时器 1. 仪器介绍 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔打一个点（由于电源频率是50Hz）。 纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2. 分类 （1）电磁打点计时器 图示是电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号及名称。 当给电磁打点计时器通电后，线圈产生磁场，放在线圈中的振片被磁化，由于线圈通的是交变电流，电流方向不断变化，振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来．当交变电流的频率是50 Hz时，电磁打点计时器的振针每 s打下一个点。 （2）电火花计时器 图示是电火花计时器的构造图．图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称见图。
电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器.当电源的频率是50Hz 时,它的脉冲放电周期也是，即每隔打下一个点。 [试一试] 1.打点计时器能使用直流电源吗为什么 答：不能。因为直流电无法改变电流方向，交流电可以使针或者火花塞放电打点 假设交流电源的频率不是50Hz，而是60 Hz，打点计时器还是每隔 s打一个点吗这时它将每隔多长时间打下一个点 答：不是。此时，即每隔打下一个点
实验一：用打点计时器测速度 1.根据平均速度定义式,当很小时，可以认为表示t时刻的瞬时速度。 2.下图所示为用打点计时器打出的一条纸带，相邻两点间的时间间隔为T，则A,B,C三点对应的速度为: 3.纸带的处理 ①判断物体的运动规律
②计算变速直线运动中某段的平均速度 纸带在某段时间内的平均速度 [试一试] 下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条（）
用凯特摆测量重力加速度 实验目的：学习凯特摆的实验设计思想和技巧，掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法。 实验原理：1、当摆幅很小时，刚体绕O轴摆动的周期： 刚体质量m，重心G到转轴O的距离h，绕O轴的转动惯量I，复 摆绕通过重心G的转轴的转动惯量为I G 。 当G轴与O轴平行时，有I=I G+mh2 ∴ ∴复摆的等效摆长l=( I G+mh2 )/mh 2、利用复摆的共轭性：在复摆重心G旁，存在两点O和O′，可使 该摆以O为悬点的摆动周期T?与以O′为悬点的摆动周期T?相同， 可证得|OO′|=l，可精确求得l。 3、对于凯特摆，两刀口间距就是l，可通过调节A、B、C、D四摆 锤得位置使正、倒悬挂时得摆动周期T?≈T?。 ∴4π2/g=(T?2+T?2)/2l + (T?2-T?2)/2(2h?-l) = a + b 实验仪器：凯特摆、光电探头、米尺、数字测试仪。 实验内容：1、仪器调节 选定两刀口间得距离即该摆得等效摆长l，使两刀口相对摆杆基本 对称，并相互平行，用米尺测出l的值，粗略估算T值。 将摆杆悬挂到支架上水平的V形刀承上，调节底座上的螺丝，借 助于铅垂线，使摆杆能在铅垂面内自由摆动，倒挂也如此。 将光电探头放在摆杆下方，让摆针在摆动时经过光电探测器。
让摆杆作小角度摆动，待稳定后，按下reset钮，则测试仪开始自 动记录一个周期的时间。 2、测量摆动周期T?和T? 调整四个摆锤的位置，使T?和T?逐渐靠近，差值小于，测量正、 倒摆动10个周期的时间10T?和10T?各测5次取平均值。 3、计算重力加速度g及其标准误差σg 。 将摆杆从刀承上取下，平放在刀口上，使其平衡，平衡点即重心G。 测出|GO|即h?，代入公式计算g。 推导误差传递公式计算σg 。 实验数据处理：1、l的值 l=?(l?+l?+l?)= σ＝，u A =σ/=， ∴ΔA ＝t P ?u A =*= u B=ΔB /C=3= ∴u L == T e == 2、T?和T?的值 T?＝ σ＝*10ˉ?s，u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA ＝t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s ∴u T1 ==*10ˉ?s T?= σ＝*10ˉ?s，u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA ＝t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s
高一物理加速度和匀变速直线运动练习题 一、选择题 1.下列说法中，正确的是 [ ] A.物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里变化的位移相等，则物体的运动就是匀变速直线运动 B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动 C.匀变速直线运动是加速度不变的运动 D.加速度方向不变的运动一定是匀变速直线运动 2.关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是 [ ] A.速度变化越大，加速度就一定越大 B.速度为零，加速度就一定为零 C.速度很小，加速度可能很大 D.速度很大，加速度可能是零 3.对于作匀变速直线运动的物体，下列说法中正确的是 [ ] A.若加速度方向和速度方向相同，虽然加速度很小，物体的速度还是要增大的 B.若加速度方向和速度方向相反，虽然加速度很大，物体的速度还是要减小的 C.不管加速度方向和速度方向的关系怎样，物体的速度都是增大的 D.因为物体作匀变速直线运动，所以它的加速度是均匀变化的 4.对以a=2m/s 2作匀加速直线运动的物体，下列说法正确的是 [ ] A.在任意 1s 内末速度比初速度大 2m/s B.第 ns 末的速度比第 1s 末的速度大 2（n-1）m/s C.2s 末速度是1s 末速度的2倍 D.n 秒时的速度是s 2 n 时速度的2倍 5.质点作匀变速直线运动，正确的说法是 [ ] A.若加速度与速度方向相同，虽然加速度减小，物体的速度还是增大的 B.若加速度与速度方向相反，虽然加速度增大，物体的速度还是减小的 C.不管加速度与速度方向关系怎样，物体的速度都是增大的 D.因为物体作匀变速直线运动，故其加速度是均匀变化的 6.一质点作直线运动，当时间t=t 0时，位移s ＞0，速度v ＞0，其加速度a ＞0，此后a 逐渐减小，则它的 [ ] A.速度的变化越来越慢 B.速度逐渐减小 C.位移继续增大 D.位移、速度始终为正值
大学物理重力加速度的测定实验报告范 文 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃
杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0 (1) nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得： g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值.
实验：测匀速直线运动的加速度 （一） 实验目的 (1)用打点计时器研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度。 (2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。 （二）实验原理 1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点（由于电源频率是50Hz ），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s 2-s 1=s 3-s 2=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。 (三) 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、两根导线。 （四) 实验步骤 (1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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。再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的砝码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面。实验装置如图3～l 所示。 (2)把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车拖着纸带运动，打点 计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复三次。（减小偶然误差） (3)从三条纸带中选择一条比较理想的纸 带，舍掉开头比较密集的点子，在后面便于测 量的地方找一个开始点，并把每打5个点的时 间作为一个计时单位，即T=0．02s×5=0.1s。在选好的开始点下面记为0，第6点作为记数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6、…。两相邻计数点间的距离用刻度尺测出，分别记作s l 、s 2、…、s 5、s 6、…、s 以,然后求出各计数点的瞬时速度,填入书37页表格中. (4)根据实验数据描点，画出速度-时间图象(书38页),利用图像求出小车运动的加速度。（五） 数据处理方法 速度：中点时间速度公式 加速度：（1）用“逐差法”求加速度：即根据s 4-s 1=s 5-s 2=s 6-s 3=3aT 2（T 为相邻两计数点间的时间间隔）求出21 413T s s a -= 、22523T s s a -=、2 363 3T s s a -=，再算出a 1、a 2、a 3的平均值即为物体运动的加速度。 （2）用v-t 图法：即先根据T s s v n n n 21 ++= 求出打第n 点时纸带的瞬时速度，后作出v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。 （3）公式：x 2-x 1=aT 2
高中物理匀加速直线运动知识点汇总 一、机械运动 一个物体相对于另一个物体的位置的改变，叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等运动形式．①运动是绝对的，静止是相对的。②宏观、微观物体都处于永恒的运动中。 二、参考系 在描述一个物体运动时，选作标准的物体(假定为不动的物体) ①描述一个物体是否运动，决定于它相对于所选的参考系的位置是否发生变化，由于所选的参考系并不是真正静止的，所以物体运动的描述只能是相对的。②描述同一运动时，若以不同的物体作为参考系，描述的结果可能不同③参考系的选取原则上是任意的，但是有时选运动物体作为参考系，可能会给问题的分析、求解带来简便， 三、质点 研究一个物体的运动时，如果物体的形状和大小属于无关因素或次要因素，对问题的研究没有影响或影响可以忽略，为使问题简化，就用一个有质量的点来代替物体． 用来代替物体的有质量的点叫做质点． 质点没有形状、大小，却具有物体的全部质量。质点是一个理想化的物理模型，实际并不存在，是为了使研究问题简化的一种科学抽象。 把物体抽象成质点的条件是： （1）作平动的物体由于各点的运动情况相同，可以选物体任意一个点的运动来代表整个物体的运动，可以当作质点处理。 （2）物体各部分运动情况虽然不同，但它的大小、形状及转动等对我们研究的问题影响极小，可以忽略不计（如研究绕太阳公转的地球的运动，地球仍可看成质点）．由此可见，质点并非一定是小物体，同样，小物体也不一定都能当作质点． 【平动的物体不一定都能看成质点，｛物体的形状与运动的距离相比不能忽略｝；转动的物体可能看成质点来处理｛研究绕太阳公转的地球的运动｝，也就是研究的问题不突出转动因素时。】 【能否看成质点一看研究问题，二看物理的形状与研究物体的关系】 【一个实际物体能否看成质点，决定于物体的尺寸与物体间距相比的相对大小】 四、位置、位移与路程 1、位置：质点的位置可以用坐标系中的一个点来表示，在一维、二维、三维坐标系中表示为s(x) 、s (x，y) 、s (x，y，z) 2、位移：【矢量】 ①位移是表示质点位置的变化的物理量．用从初位置指向末位置的有向线段来表示，线段的长短表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向。 ②位移是矢量，既有大小，又有方向。它的方向由初位置指向末位置． 注意：位移的方向不一定是质点的运动方向。如：竖直上抛物体下落时，仍位于抛出点的上方； ③单位：m 3、路程【标量】： 路程是指质点所通过的实际轨迹的长度．路程是标量，只有大小，没有方向； 路程和位移是有区别的：一般地路程大于位移的大小，只有做直线运动的质点始终向着同一个方向运动时，位移的大小才等于路程． 五、速度 速度：表示质点的运动快慢和方向，是矢量。它的大小用位移和时间的比值定义，方向就是物体的运动方向；轨迹是曲线，则为该点的切线方向。 速率：在某一时刻物体速度的大小叫做速率，速率是标量． 瞬时速度：由速度定义求出的速度实际上是平均速度，它表示运动物体在某段时间内的平均快慢程度，它只能粗略地描述物体的运动快慢，要精确地描述运动快慢，就要知道物体在某个时刻(或经过某个位置)时运动的快慢，因此而引入瞬时速度的概念。瞬时速度的含义：运动物体在某一时刻(或经过某一位置)时的速度，叫做瞬时速度 平均速度：运动物体位移和所用时间的比值叫做平均速度。定义式： x v t == 位移 时间 平均速率：平均速率等于路程与时间的比值。 s v t == 路程 时间 （当物体做单向直线运动时，二者相等） v1，队伍全长为L．一个通讯兵从队尾以速度v2（v1小于v2）赶到队前然后立即原速返回队尾。这个全过程中通讯兵通过的位移为。
1 第七徘 真验 用打支针时器测施逹虔 【卿识要点】 -X 实验「的 使用打点计时聘测定匀变速直线运动的加速度。 二、实验原理 设物体做匀加速点线运动，加速度是氛在各个连续相尊的时间T 里的位移分别是旳、 Sis 齢杯则有（见第二章的习题〉 △百=宅-勿=$#￡2=鸽■豹=*、 =aT 由上式还町得到 尸（釧0）十（眇$2）十（址订尸飭T 同理仃 S5-S2~S6-S1 忙 * 3aT 2 可见，测出各段位移恥小即可求出 再算出內"电“的平均伯，就是我心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点计时器.一端附有滑轮的长木板*小车*纸带.刻度尺.导线， 电源， 钩码，细绳。 四、实验步骤 （1） 把附冇滑轮的氏木板放在实验桌上，并使滑轮仲处桌面’把打点计时器固定伍长木板上 没 有滑轮的一端.连接好电路二 （2） 把一条细绳拴在小车上’便细绳跨过滑轮’卜边挂上合适的钩码。把纸勞穿过打点计时 器， 并把纸带的一端固定在小车的后面。 把小乍停在靠近打点计时器处，接逋电源后，放开小牟.让小车拖着纸带运动’打点计 时器 就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，竜复实验三次〃 （4）从三条纸带中选择-条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点了.在后边便于测量的 地方 找■卜开始点。为了测量方便和减小误差，通常不川每打…次点的时间作为吋间的单位, 而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=O.02X5=0Js.在选好的开始点下面标明A* 在第八■点下|ki 标明B*在第|一点下面标明U 在第十六点下面标明D* — 点 A. B. C\ 叫做计数点，妁图所示卩两个相邻计数点间的距离分别是 列、岂、冷和
Acceleration due to gravity 1. Aim: To measure ‘g’, the acceleration due to gravity using a simple pendulum. 2. Theory: A simple pendulum consists of a particle of mass m, attached to a frictionless pivot P by a cable of length L and negligible mass. When the particle is pulled away from its equilibrium position by an angle θand released, it swings back and forth as Figure 1 shows. By attaching a pen to the bottom of the swinging particle and moving a strip of paper beneath it at a steady rate, we can record the position of the particle as time passes. The graphical record reveals a pattern that is similar (but not identical) to the sinusoidal pattern for simple harmonic motion. Figure 1 A simple pendulum swinging back and forth about the pivot P. If the angle θis small, the swinging is approximately simple harmonic motion. Gravity causes the back-and-forth rotation about the axis at P. The rotation speeds up as the particle approaches the lowest point and slows down on the upward part of the swing. Eventually the angular speed is reduced to zero, and the particle swings back. If the angle of oscillation is large, the pendulum does not exhibit simple harmonic motion. The motion of a simple pendulum is nearly simple harmonic. The periodic time T is related to the length L of the pendulum and the local acceleration due to gravity g. 2 T=or 2 2 4 T L g π ?? = ? ?? If we measure the periodic time T for different lengths L, and plot T2 versus L,
匀加速直线运动计算十题 1、物体由静止开始做直线运动，先匀加速运动了4秒，又匀速运动了10秒，再匀减速运动6秒后停止，它共前进了1500米，求它在整个运动过程中的最大速度。 2、从地面竖直上抛一物体，通过楼上1.55米高窗口的时间是0.1秒，物体回落后从窗口顶部到地面的时间是0 .4秒，求物体能达到的最大高度（g=10米/秒2） 3、一个物体从A点从静止开始作匀加速直线运动到B点，然后作匀减速直线运动到C 点 静止，AB=s 1，BC=s 2 ，由A到C的总时间为t，问：物体在AB、BC段的加速度大小各多 少？ 4、一矿井深45米，在井口每隔一定时间自由落下一个小球，当第7个小球从井口开始下落时，第一个小球恰好落至井底，问： （1）相邻两个小球下落的时间间隔是多少？ （2）这时第3个小球和第5个小球相距多远？ 5、划速为v1的船在水速为v2的河中顺流行驶，某时刻船上一只气袋落水，若船又行驶了t 秒后才发现且立即返回寻找（略去调转船头所用的时间），需再经多少时间才能找到气袋？ 6、如图所示，公路AB⊥BC，且已知AB=100米，车甲从A以8米/秒的速度沿AB行驶，车乙同时从B以6米/秒的速度沿BC行驶，两车相距的最近距离是多少？
7、一物体在做初速度为零的匀加速直线运动，如图所示为其在运动过程中的频闪照片，1、2、3、4...等数字表示频闪时刻的顺序，每次频闪的时间间隔为0.1s，已知3、4间距离为15cm，4、5间距离为20cm，则可知： （1）物体的加速度大小？ （2）物体在4位置的速度大小？ （3）1位置是物体开始运动的位置吗？为什么？ 8、一质点从静止开始做匀加速直线运动，质点在第3秒内的位移为15米，求：（1）物体在第6秒内的位移为多大？ （2）物体在前6秒内的位移为多大？ （3）质点运动的加速度大小？ （4）质点经过12米位移时的速度为多少？ 9、一物体做匀加速直线运动，初速度是2m/s,加速度等于1m/s2，试求： （1）第3s末物体的速度； （2）物体3s内的位移； （3）第4s内的平均速度。 10、做匀加速直线运动的物体，从某时刻起，在第3秒内和第 4秒内的位移分别是21米和27米，求加速度和“开始计时”时 的速度。
宁夏回族自治区2012年5月普通高中学业水平测试 物理实验操作测试试题 W3 用打点计时器测量自由落体运动的加速度 学校________准考证号________________桌号________姓名____________成绩________ 操作内容 数据记录及实验结果 1、实验器材：①打点计时器②纸带③电源④带 夹子的铁架台⑤重锤（带纸带夹子）⑥刻度 尺 2、将打点计时器竖直固定在铁架台上。 3、纸带一端系重锤，另一端穿过打点计时器使 重锤靠近打点计时器。 4、先接通电源，然后松手让重锤自由下落，随 后立即关闭电源。 5、取下纸带，从能够看清的某个点开始，连续 取7个计时点用数字0、1、2、3、4、5、6表示。 6、测量计时点0到1、2、3、4、5、6之间的距 离h 1、h 2、h 3、h 4、h 5、h 6，记录在表格中。 7、根据匀变速直线运动的推论△x =aT 2，利用逐 差法得到2 3 692T h h g -= ，代入数据求重锤自由下落的加速度。 1、0到各计时点之间的距离：（保留三位小数） 计时点 1 2 3 4 5 6 h /m 2、根据公式计算加速度：（保留二位小数） 23692T h h g -== m/s 2 （其中T =0.02s ） 3、误差分析： 测试日期_________年_________月_________日 监考教师_________ 注：1、本题测试时间为20分钟。 2、测试完毕，监考教师应立即将考生试题收齐，与相应的《评分细则表》一并装订， 交学校 测试领导小组，上报县、市考试中心（会考办）统一保管。 装 订 线
重力加速度的测定 一，实验目的 1，学习秒表、米尺的正确使用 2，理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。 3，研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4，学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二，实验器材 单摆装置，停表（精度为0.01s），钢卷尺（精度为1mm），游标卡尺（精度为0.02mm) 三，实验原理 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。 f =F sinθf θ T=F cosθ F= mg L 单摆原理图
摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 L x = θsin f=θsin F =-L x mg - =-m L g x 由f=ma ，可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。 单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a = m f =-ω2 x 可得ω=l g ，即02 22=+x dt x d ω，解得)cos(0?ω+=t A x ，0A 为振幅，?为初相。 应有[])2cos())((cos )cos(000?πω?ω?ω++=++=+=t A T t A t A x 于是得单摆运动周期为：T =ωπ 2=2πg L 即 T 2=g 2 4πL 或 g=4π22 T L 又由于细线不是完全没有质量，他在外力作用下也不可能完成伸长，所以，单摆的重力加速度公式修正为 22 21 4T d L g +=π 四，实验步骤 1，数据采集 （1）测量摆长L 用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ，用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长 d l L 2 1+= （2）测量摆动周期 用手把摆球拉至偏离平衡位置约? 5放开，让其在一个铅直面内自由摆动，当小球通过平衡位置的瞬间，开始计时，连续默数100次全振动时间为t ，再除以100，得到周期T 。 （3）将所测数据列于下表中，并计算出摆长、周期及重力加速度。
实验3 重力加速度的测量（单摆法） 单摆实验有着悠久历史，当年伽利略在观察比萨教堂中的吊灯摆动时发现，摆长一定的摆，其摆动周期不因摆角而变化，因此可用它来计时，后来惠更斯利用了伽利略的这个观察结果，发明了摆钟。 本实验是用经典的单摆公式测量重力加速度g ，对影响测量精度的因素进行分析，学习如何改进测量方法，以进一步提高测量精度。 【目的要求】 1、用单摆测定动力加速度； 2、学习使用计时仪器（停表、光电计时器）； 3、学习在直角坐标纸上正确作图及处理数据； 4、学习用最小二乘法作直线拟合。 【仪器用具】 单摆装置，带卡口的米尺，游标卡尺，电子停表，光电计时器。 【实验原理】 把一个金属小球拴在一根细长的线上，如图1所示。如果细线的质量比小球的质量小很多，而球的直径又比细线的长度小很多，则此装置可看做是一根不计质量的细线系住一个质点，这就是单摆。略去空气的阻力和浮力以及线的伸长不计，在摆角很小时，可以认为单摆 作简谐振动，其振动周期T 为 g l T π 2= ，224T l g π= （1） 式中l 是单摆的摆长，就是从悬点O 到小球 球心的距离，g 是重力加速度。因而，单摆周期 T 只与摆长l 和重力加速度g 有关。如果我们测量 出单摆的l 和T ，就可以计算出重力加速度g 。 【实验内容】 1、固定摆长，测定g 。 （1）测定摆长（摆长l 取100cm 左右）。 图1 ①先用带刀口的米尺测量悬点O 到小球最低点A 的距离1l （见图1），如下所列： 再估计1l 的极限不确定l e 1，计算出标准不确定度31 1l l e =σ。 ②先用游标卡尺多次测量小球沿摆长方向的直径d （见图4-1），如下所列：
匀变速直线运动计算题 1．一物体在水平地面上，以υ0＝0开始做匀加速直线运动，已知第3 s内的位移为5 m，求物体运动的加速度为多大？ 2．一物体以20m/s的速度沿光滑斜面向上做匀减速运动,加速度大小为a=5m/s2.如果斜面足够长,那么当速度大小变为10m/s时物体所通过的路程可能是多少? 3．某辆汽车刹车时能产生的最大加速度值为10m/s2.司机发现前方有危险时,0.7s后才能做出反应,马上制动,这个时间称为反应时间.若汽车以20m/s的速度行驶时,汽车之间的距离至少应为多少? 4.一辆小汽车进行刹车试验,在1秒内速度由8米／秒减至零.按规定速度8米／秒的小汽车刹车后滑行距离不得超过 5.9米.假定刹车时汽车作匀减速运动,问这辆小汽车刹车性能是否符合要求? 5.汽车从静止开始作匀变速直线运动,第4秒末关闭发动机,再经6秒停止,汽车一共行驶了30米,求（1）在运动过程中的最大速度为多少？汽车在两段路程中的加速度分别为多少？ 根据所求数据画出速度——时间图象？ 6.汽车正常行驶的速度是30m/s,关闭发动机后,开始做匀减速运动,12s末的速度是24m/s.求: (1)汽车的加速度;(2)16s末的速度;(3)65s末的速度. 7．一物体从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为a，当速度为υ时将加速度反向，为使这物体在相同的时间内回到原出发点，则反向后的加速度应是多大？回到原出发点时的速度多大？ 8．一火车以2 m/s的初速度，1 m/s2 （1）火车在第3 s（2）在前4 s （3）在第5 s（4）在第2个4 s
9. 在平直公路上，一汽车的速度为20m／s，从某时刻开始刹车，在阻力作用下，汽车以4 m／s2的加速度刹车，问（1）2s末的速度？（2）前2s的位移？（3）前6s的位移。 10．物体做匀变速直线运动的初速度v0=2m/s，加速度a=1 m/s2，则物体从第4s初至第6s末这段时间内平均速度和位移各是多大？ 11以10m/s的速度匀速行驶的汽车刹车后做匀减速运动。若汽车刹车后第2s内的位移为6.25m（刹车时间超过2s），则刹车后第6s汽车的位移是多大？ 12．升降机由静止开始以加速度a1匀加速上升2s，速度达到3m/s，接着匀速上升10s，最后再以加速度a2匀减速上升3s 才停下来，求: (1)匀加速上升的加速度a1 (2)匀减速上升的加速度a2. (3)上升的总高度H.
实验：打点计时器测加速度检测题 一、选择题 1.利用打点计时器测定物体的匀变速直线运动的加速度时，在纸带上打出一系列的点，如图所示，设各 相邻计数点之间距离分别为x1、 x2、 x3、 x4，相邻计数点的时间间隔为T，则下列关系中不正确的是 （） 2 =aT 2 =3aT 2 =aT D.与计数点 2 对应的速度为v2=（ x2+x3） / 2T 二、填空题 1.如图是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带．图中1、 2、 3、 4、 5、 6、7 是按打点的先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0。 1s．测得：x1=1。 40cm ，x2=， x3=， x4=， x5=， x6=．由给出的数据可知，小车在通过第 2 个计数点时的速度大小v2=_____m/s ，小车的加速度大小a=_____m/s2 ． 三、解答题 1.在用打点计时器研究小车速度随时间变化规律的实验中，得到一条纸带如图所示．A、 B、 C、 D、 E、 F、 G 为计数点，相邻计数点间时间间隔为，x1=， x2=， x3=， x4=， x5=， x6=．（ 1）计算运动物体在A、B 两点的瞬时速度大小．（2）求物体的加速度大小． 2.如图所示为小车在斜面上运动时，通过打点计时器所得到的一条纸带（A、 B、 C、 D、 E、 F）每相邻的 两个点间都有四个点未画出，测得各段长度为OA=， OB=， OC=， OD=， OE=， OF=，根据这些数据，求出 B、 C、 D、 E 等各点的速度，画出速度图象．（取 A 点为计时开始），并求出小车的加速度．（打点 计时器使用电源的频率为50hz） 3.如图是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一条纸带．根据图中的数据，计算物体在AB
匀加速直线运动的 各种公式及比例关系 ● 匀变速直线运动（回忆） 1、平均速度：()01 =2 t s v v v t = + 2、有用推论：22 02t v v as -= 3、中间时刻速度：()/201 2 t t v v v v == + 4、末速度：0t v v at =+ 5、中间位置速度：22 0/2 2 t s v v v += 6、位移：2 0122 t v s v t at vt t =+ == 7、 加速度：0 t v v a t -= 8、实验用推论：2 S aT ?= 1m/s=3.6km/h; ● 自由落体运动 1、初速度：00v =；末速度：t v gt = 2、下落高度：212 h gt = 3、有用推论：2 2t v gh = ● 竖直上抛运动
1、位移：2 012 s v t gt =- 2、末速度：0t v v gt =- 3、有用推论：220 2t v v gs -=- 4、上升最大高度：20 2 v h g = 5、往返时间：0 2v t g = ? 上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 ● 平抛运动 1、水平、竖直方向速度：0x v v =；y v gt = 3、水平方向位移：0x v t = 4、竖直方向位移：2 12 y gt = 5、运动时间：22y h t g g = = 6、合速度：()2 222 0t x y v v v v gt = +=+ 7、合速度与水平方向夹角：0 tan y x v gt v v β= = 7、合位移：22s x y = + 8、位移与水平方向夹角：0 tan 2y gt x v α= = 9、水平、竖直方向加速度：0x a =；y a g = ? 运动时间由下落高度h (y )决定与水平抛出速度无关；
打点计时器、用打点计时器测速度和加速度以及 牛顿第二定律实验探究 一，打点计时器 打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种。它们使用交流电源，电磁打点计时器由学生电源供电，工作电压6V以下，电火花计时器工作电压220v。当电源频率是50H Z 时，它每隔0.02s打一个点。当每5个点取一个计数点，或说每隔4个点取一个计数点时时间间隔为0.1s。 电火花计时器比电磁打点计时器阻力小。 二，用打点计时器测速度 因为匀变速直线运动在某段时间内的平均速度等于这段时间中点的瞬时速度，所以第n个相同时间T秒末的速度υn=（x n+x n+1）/2T 如图第3个计数点的速度υ3=（x3+x4）/2T 有时为了减小误差可用υ3=（x1+x2+x3+x4+x5+x6）/6T来计算 三，测加速度 加速度为a的匀加速直线运动，在连续相等的时间内的位移分别为x1、x2、x3····则Δx=x2—x1=x3—x2=······=aT2，a=Δx/ T2 如图a=（X -X1）/ T2=（X3-X2）/ T2=（X4-X3）/ T2等等 2 有时为了减小误差 a={（X2-X1）/ T2+（X3-X2）/ T2+（X4-X3）/ T2+（X5-X4）/ T2+（X6-X5）/ T2} =（X6-X1）/ 5T2 或a={（X4+X5+X6）-(X1+X2+X3)}/9T2 (逐差法)
四，牛顿第二定律实验 1，器材，步骤、方法 （1），小车放在木板上，后面固定一条纸带，纸带穿过打点计时器。 （2）用木块将木板的带有打点计时器的一端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力;调节木板的倾斜度，使小车不受牵引力时能拖动纸带沿木板匀速运动。 (3)用天平测出盘和重物的总质量，求出总重。它近似于小车运动时所受的拉力。 （4），用刻度尺测出纸带上计数点之间的距离，求出小车运动的加速度。 （5），使用限制变量法研究加速度和力与质量的关系。 2，a---F图线与纵坐标交于原点之上原因是平衡摩擦力过度或没有考虑砝码盘的重力。a---F图线与横坐交于原点之右原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。 a—1/M图线与纵坐标交于原点之上为平衡摩擦力过度，a—1/M图线与横标交于原点之右原因是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足. 3，在验证牛顿第二定律的实验中，在研究加速度a与小车质量M的关系时，由于没有注意满足M m的条件，结果得到的图像应像下图 原因是：根据牛顿第二定律，对小车F=Ma 对砝码mg-F=ma 所以F=mg/（1+m/M）由此式1/M增大F减小，F=Ma F减小，a变小4，比较初速度为零的不同物体的匀加速直线运动加速度大小的关系可根据 a1/a2=X1/X2 因为X1=a1t2X2=a2t2a1=2X1/t2a1=2X1/t2 t相同a1/a2=X1/X2
实验一自由落体重力加速度的测定 一、实验目的 1. 通过测定重力加速度，加深对匀加速运动规律的理解： 2. 学习用光电法计时； 3. 学习用落体法测定重力加速度． 二、仪器组成 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等 三、仪器结构 1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒 计面板如图l所示 2. 自由落体测定仪如图2所示 四、实验原理 在重力作用下，物体的下落运动是匀加速直线运 动．可用下列方程来描述： 式中s是在时间t内物体下落的距离．g是重力加速度．如果物体下落的初速度为0，即Vo=0时， 可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S，就可以 估算出g的值，在实验中要严格保证初速度为零有一定 的困难.,故常采用下列方法：实验时，让物体从静止开 始自由下落．如图3所示，设它到达A点的速度为V0. 从A点开始，经过时间t1到达B点，令A、B两点的距 离为S1.， 则 若保持上述的初始条件不变，则从A点起，经过时
间t2后．物体到达C点．令A、C两点的距离为S2．则 由式3和式4得： 以上两式相减，得： 那么就有 这里不再出现初速度值，式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到． 五、实验步骤 1．调节自由落体仪垂直．将重锤装置安装好，调整底座上的调节螺旋，使重锤悬线与落体仪两立柱平行． 2．将第一光电门放在立柱A处．如离顶端20cm处，调第二光电门于B处．如两光电门相距90cm处，将实验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计连接，打开电源，可看见激光器发出红光． 3．调节上、下两个激光器。使激光束平行地对准重锤线后，取下重锤装置． 4．保持上、下两个激光器位置不变，调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔)，直至用手指通过上、下两光电门时，专用毫秒计能正常计时． 5．按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录)，选择计时精度为0.0001s，(测完一组数据后，按动复位键归零)． 6．用手指托住钢球至落球定位孔，迅速松开手指，记录钢球自由下落通过上、下两光电门的时间t1。 7．用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S1。 8. 重复以上步骤，测量八组数据，求平均值． 9．重复以上步骤，改变两光电门距离，用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S2，测量八组t2数据，求平均值． 10．将实验数据填入下表．并按式(8)计算重力加速度g．求其误差．
1、如图所示是一条打计时器在纸带做匀加速直线运动时打出的纸带的一部分，其中A．B．C．D．E是其中的5个计数点，相邻两计数点间的时间间隔是，但C点处被墨水污染，无法测量，只测出AB=3.62cm，DE=5.83cm．由此可以算出，纸带运动的加速度a=________m/s2，C点与B点间距离的理论值是________cm． 2、图是用电磁打点计时器研究物体做匀变速直线运动时得到的纸带．选定的计数点a、b、c、d、e……之间具有相同的时间间隔T，……为相邻的计数点间的距离，则物体的加速度a等于 3、图示的纸带是由斜面下滑的小车通过打点计时器拉出来的，打点的时间间隔是，现按每10个点划分纸带，数据已标在图上，则小车运动的加速度为_________cm/． 4、利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度．实验中采用50Hz 低压交流电源．在打出的纸带上选定若干计数点．相邻两计数点间都有四个点不标出[] A．相邻两计数点间的时间间隔为 B．若交流的频率偏低而未被发觉，则测 得的加速度值比真实值偏小 :
C．若交流的频率偏低而未被发觉，则测得的加速度值比真实值偏大 D．若交流的频率偏低而未被发觉，对测量结果没有影响 5、某次用打点计时器研究匀变速运动的实验中，用打点计时器打出小车带动的纸带如图，电源的频率为50Hz．在纸带上按时间顺序取0、1、2、3、4、5共六个计数点，每相邻的两点间均有四个点未画出．用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离标在了纸带下面，则小车的加速度大小为____________m/，方向____________________． 6、某打点计时器记录的一条纸带如图所示，O为第一个点，A．B．C．D……为计数点，每相邻两计数点间有4个点，打点计时器打点的频率为f，图中s1、s2、s3……都可测出． ①满足什么条件，可以确定纸带做的是匀变速直线运动 ②如果纸带的运动是匀变速运动，打C点时的速度是多大 ③纸带作匀变速运动的加速度多大 ; 7、如图是某次实验时用打点计时器打出的一条纸带．计时器所用电源的频率为50Hz．图中A、B、C、D、E为按时间顺序所取的五个计数点，A、B、C、D、E各点与O点的距离在图中标出（单位是cm），则打B点时纸带的运动速度大小是______________m/s，纸带运动过程中的加速度大小是______________________m/．
一、复摆法测重力加速度 一．实验目的 1. 了解复摆的物理特性，用复摆测定重力加速度， 2. 学会用作图法研究问题及处理数据。 二．实验原理 复摆实验通常用于研究周期与摆轴位置的关系，并测定重力加速度。复摆是一刚体绕固定水平轴在重力作用下作微小摆动的动力运动体系。如图1,刚体绕固定轴O在竖直平面内作左右摆动，G是该物体的质心，与轴O的距离为h，θ为其摆动角度。若规定右转角为正，此时刚体所受力矩与角位移方向相反，则有 θ =， (1) M- sin mgh 又据转动定律，该复摆又有
θ I M = ， （2） (I 为该物体转动惯量) 由（1）和（2）可得θωθ sin 2-= ， （3） 其中I mgh = 2 ω。若θ很小时（θ在5°以内）近似有 θωθ 2-= ， （4） 此方程说明该复摆在小角度下作简谐振动，该复摆振动周期为 mgh I T π =2 ， （5）
设G I 为转轴过质心且与O 轴平行时的转动惯量，那么根据平行轴定律可知 2mh I I G += ， （6） 代入上式得 mgh mh I T G 2 2+=π ， （7） 设（6）式中的2mk I G =，代入（7）式，得 gh h k mgh mh mk T 2 22222+=+=π π， （11） k 为复摆对G （质心）轴的回转半径,h 为质心到转轴的距离。对（11）式平方则有 2 2222 44h g k g h T ππ+=， （12） 设22,h x h T y ==，则（12）式改写成 x g k g y 2 2244ππ+=， （13） （13）式为直线方程，实验中(实验前摆锤A 和B 已经取下) 测出n 组 (x,y)值，用作图法求直线的截距A 和斜率B ，由于g B k g A 2 224,4ππ==，所以