匀变速直线运动实验报告

研究匀变速直线运动的实验
匀变速直线运动指的是物体在直线上做匀加速或匀减速的运动。

研究匀变速直线运动的实验可以通过以下步骤进行：
1. 准备实验器材：实验器材包括小车、光电门、计时器、线轮、杠杆等。

2. 建立直线运动模型：设置好实验小车在直线轨道上的运动路线,并制定好实验计划。

3. 测量起点速度：通过给小车一个初速度来开始实验,在车经过起点时使用计时器计算其通过起点的时间,再通过杠杆计算小车的起点速度。

4. 测量运动过程中的速度：通过将小车放在轨道上并用光电门记录它通过每段路程的时间,可以得到小车在不同时刻的速度。

5. 测量运动过程中的加速度：通过计算小车在不同时刻的速度变化率来计算小车的加速度。

6. 计算运动的位移和时间：通过测量小车运动开始和结束时的位置以及小车经过每个点的时间,计算小车在整个过程中的位移和时间。

7. 分析实验结果：将实验数据进行整理和分析,得出小车的加速度,速度和位移变化等规律。

通过以上实验,可以深入理解匀变速直线运动的规律,并且了解运动学中的基础概念与公式。

一、实验目的1. 了解匀变速直线运动的基本原理和规律；2. 掌握使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度的方法；3. 通过实验，验证匀变速直线运动的规律，提高实验操作技能。

二、实验原理匀变速直线运动是指物体在直线运动过程中，加速度保持不变的运动。

根据匀变速直线运动的规律，物体在连续相等的时间间隔内的位移之差是一个常数，即△x = at^2，其中a为加速度，t为时间。

实验中，我们利用打点计时器测量物体在不同时间间隔内的位移，通过计算位移之差，验证匀变速直线运动的规律，进而求出物体的加速度。

三、实验器材1. 打点计时器（电磁打点计时器或电火花计时器）2. 纸带3. 小车4. 细绳5. 一端附有滑轮的长木板6. 刻度尺7. 钩码8. 两根导线9. 高压电源四、实验步骤1. 将打点计时器、纸带、小车、细绳、长木板、刻度尺、钩码、导线和高压电源按照实验装置图连接好。

2. 将小车放在长木板上，用细绳连接小车和钩码，使小车通过细绳受到钩码的拉力。

3. 将打点计时器的纸带穿过打点计时器的轮子，并固定在纸带架上。

4. 打开高压电源，使打点计时器开始工作。

5. 将小车从静止开始释放，让小车在长木板上做匀变速直线运动。

6. 观察纸带上的打点，记录下小车在不同时间间隔内的位移。

7. 关闭高压电源，取下纸带，用刻度尺测量纸带上的打点间距，计算位移之差。

8. 根据实验数据，验证匀变速直线运动的规律，计算物体的加速度。

五、实验数据及处理1. 实验数据：时间（s） | 位移（cm）------------|------------0 | 00.02 | 1.20.04 | 4.80.06 | 9.60.08 | 16.00.10 | 25.22. 数据处理：（1）计算位移之差：△x1 = x2 - x1 = 4.8 - 1.2 = 3.6 cm△x2 = x3 - x2 = 9.6 - 4.8 = 4.8 cm△x3 = x4 - x3 = 16.0 - 9.6 = 6.4 cm△x4 = x5 - x4 = 25.2 - 16.0 = 9.2 cm（2）计算加速度：a = (△x1 + △x2 + △x3 + △x4) / (4 T^2) = (3.6 + 4.8 + 6.4 + 9.2) /(4 0.02^2) = 24 / 0.0016 = 15000 cm/s^2 = 1.5 m/s^2六、实验结果与分析1. 实验结果表明，物体在连续相等的时间间隔内的位移之差为一个常数，符合匀变速直线运动的规律。

教案实验：研究匀变速直线运动（人教）一、实验目的1. 理解匀变速直线运动的基本概念，掌握其运动规律。

2. 学习如何运用实验方法研究匀变速直线运动。

3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。

二、实验原理1. 匀变速直线运动的速度与时间关系：v = v0 + at2. 匀变速直线运动的位移与时间关系：s = v0t + 1/2at^2三、实验器材与步骤1. 器材：滑轮组小车尺子计时器重物2. 步骤：组装滑轮组，确保滑轮光滑，固定在墙上。

将小车放在滑轮组上，调整滑轮组的高度，使小车与地面保持一定距离。

将重物挂在小车上，记录重物的质量。

放开小车，使用计时器记录小车加速运动过程中的时间。

使用尺子测量小车在不间点的位移。

四、实验注意事项1. 确保实验过程中小车在滑轮组上运动平稳，避免碰撞和摩擦。

2. 计时器应准确记录时间，尽量减少误差。

3. 测量位移时，要准确读取尺子上的数值，注意单位转换。

4. 实验过程中，要确保安全，避免重物脱落造成伤害。

五、实验数据处理与分析1. 根据实验数据，计算出小车在不间点的速度和位移。

2. 分析速度与时间、位移与时间的关系，验证匀变速直线运动规律。

3. 讨论实验结果与理论值的差异，分析可能的原因。

教案实验：研究匀变速直线运动（人教）一、实验目的1. 理解匀变速直线运动的基本概念，掌握其运动规律。

2. 学习如何运用实验方法研究匀变速直线运动。

3. 培养学生的动手操作能力和团队协作精神。

二、实验原理1. 匀变速直线运动的速度与时间关系：v = v0 + at2. 匀变速直线运动的位移与时间关系：s = v0t + 1/2at^2三、实验器材与步骤1. 器材：滑轮组小车尺子计时器重物2. 步骤：组装滑轮组，确保滑轮光滑，固定在墙上。

将小车放在滑轮组上，调整滑轮组的高度，使小车与地面保持一定距离。

将重物挂在小车上，记录重物的质量。

放开小车，使用计时器记录小车加速运动过程中的时间。

使用尺子测量小车在不间点的位移。

匀加速直线运动实验报告的总结与反思【匀加速直线运动实验报告的总结与反思】一、引言匀加速直线运动是力学中重要的概念，通过实验可以很好地理解这一概念。

本文将围绕匀加速直线运动实验进行总结与反思，深入探讨实验原理、实验步骤、实验数据分析以及个人观点和反思，帮助读者更深入地理解这一实验和概念。

二、实验原理匀加速直线运动实验是通过测量物体在匀加速直线运动中的位移、时间和速度，从而验证匀加速直线运动的物理规律。

在实验中，首先需要确定实验的起点和终点，然后利用计时器测量物体从起点到终点的时间，并同时记录下物体在不同时间点的位置，从而得到物体的位移和速度随时间变化的规律。

三、实验步骤1. 确定实验起点和终点。

2. 在起点放置物体，并准备计时器。

3. 让物体在起点自由落下，并同时启动计时器。

4. 记录物体在不同时间点的位置，并停止计时器。

5. 根据实验数据计算物体的位移、速度和加速度。

6. 分析实验数据，验证匀加速直线运动的规律。

四、实验数据分析通过实验测得的数据，可以得到物体的位移随时间变化的规律，速度随时间变化的规律以及加速度的数值。

实验数据的分析可以验证匀加速直线运动的规律，同时也可以探讨实验中可能存在的误差和不确定性，从而提高实验的准确性和可靠性。

五、个人观点和反思匀加速直线运动实验是力学中重要的实验之一，通过实验可以更直观地理解匀加速直线运动的规律。

在实验过程中，我们需要注意实验操作的细节，尽可能减小误差，提高实验数据的准确性。

在实验结束后，我们也需要对实验结果进行深入分析和反思，从而更好地理解匀加速直线运动的概念，提高自己的实验能力和物理素养。

六、总结与回顾通过本次匀加速直线运动实验，我更深入地理解了匀加速直线运动的规律，同时也发现了自己在实验操作和数据分析中的不足之处。

在未来的实验中，我将更加注重实验操作的细节，提高实验数据的准确性，从而更好地探索物理世界的奥秘。

在这篇文章中，我从实验原理、实验步骤、实验数据分析、个人观点和总结回顾等方面全面地探讨了匀加速直线运动实验的内容，希望能够帮助读者更深入地理解这一实验和概念。

1-5实验研究匀变速直线运动一、实验目的1. 练习使用打点计时器(电磁打点计时器和电火花计时器)，学会用纸带研究物体的运动．2. 根据ΔS＝aT2，判断物体的运动是不是匀变速直线运动．3. 根据ΔS＝aT2，测定匀变速直线运动的加速度．二、基本仪器使用(1)打点计时器(电磁式、电火花式)是一种通过在纸带上周期性打点来记录时间的仪器，若打点周期为T，则纸带的运动时间t等于打点间隔数n与T的乘积，即t＝nT.与它配套的器材有：交流电源、纸带、复写纸等．(2)研究物体运动的常用实验方法：利用纸带记录物体的运动，通过分析纸带的打点情况来把握物体的运动．三、实验原理(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是 4～6 V，电火花打点计时器的工作电压是220V．当电源频率是50 Hz时，它每隔打一次点．当物体拖着纸带运动时，打点计时器便在纸带上打出一系列点，这些点记录了运动物体的位移和发生相应位移所用的时间，据此可定量研究物体的运动．(2)根据ΔS＝aT2，判断物体的运动①若ΔS＝S2－S1＝S3－S2＝…＝aT2，则物体做匀变速直线运动．②某段时间内的中间时刻的瞬时速度为v n ＝S n ＋S n ＋12T例如：v 4＝S 4＋S 52T(3)用打上点的纸带求物体加速度的方法 测各段长度时，不要用短尺分段测量，而是从第一个计数点开始量出各计数点到第一个计数点的距离如图．①逐差法求加速度用S4－S1 S5－S2 S6－S3求出三个加速度，后求平均值。

②图象法求加速度用v n ＝S n ＋S n ＋12T求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的瞬时速度，画出v －t 图线，图线的斜率就是加速度a.四、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．五、实验步骤(1)把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)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面．实验装置见图．(3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．换上新纸带，重复实验三次．(4)从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时间的单位，也就是T＝×5 s＝ s，在选好的开始点下面标明0，在第六点下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3……标明的点0,1,2,3……叫做计数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，S2，S3.(5)测出六段位移S1，S2，S3，……S6的长度，把测量结果填入表中．(6)根据测量结果，利用前面的公式，计算出a1、a2、a3的值，注意T＝×5 s＝ s.(7)求出a1、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度．六、注意事项1. 计时器打出的点不清晰，可能是电压偏低或振针位置不合适打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如果打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸的高度，使之增大一些．2. 拉动纸带前，应使拉动端停靠在靠近打点计时器的位置. 小车的加速度应适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜．3. 要先接通电源，后让纸带运动，并且每打完一条纸带，应及时切断电源．4. 选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点不必把打的第一个点作为计量起点，并做好标记供分析用，应区别计时器打出的点与人为选取的计数点(一般使T＝ s)．选取的计数点不少于65. 将纸带平放在水平桌面上，用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录，不要分段测量．读数时应估读到毫米下一位.例1 电磁打点计时器是一种使用________电压交流电源的计时仪器，电火花计时器是一种使用________电压交流电源的计时仪器；若电源的频率为50 Hz，实验者在处理实验数据时，将每隔3个计时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为________ s；如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为小于50 Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)．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．设相邻的计数点之间的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6，相邻的计数点之间的时间间隔为T，则下列关系式中误差最小的是( )A．a＝(s2－s1)/T2 B．a＝(s4－s1)/3T2C ．a ＝[(s 3－s 1)＋(s 4－s 2)]/4T 2D ．a ＝[(s 4－s 1)＋(s 5－s 2)＋(s 6－s 3)]/9T 22．打点计时器打出的纸带，每6个点为一组编号，对相邻两个编号间的时间间隔判断正确的是( )A ．相邻两个编号间的时间间隔为 sB ．相邻两个编号间的时间间隔为 sC ．相邻两个编号间的时间间隔为 sD ．相邻两个编号间的时间间隔为 s3．打点计时器打出的某张纸带上的点不清晰，可能是因为以下的哪个原因( )A ．通的是直流电B ．没有用复写纸C ．点针过长D ．点针稍短4．通过观察某次运动所拍摄的频闪照片，发现照片上相邻物点间的距离先增大，后减小，下列对物体所做运动的情况的判断正确的是( )A ．物体当时一定做匀速运动B ．物体当时可能做匀速运动C ．物体是先加速，再减速运动D ．物体是先减速，再加速运动5. 在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是( )A ．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B ．使小车运动的加速度尽量小些C ．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算D ．适当增加挂在细绳下钩码的个数6．在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有________．(遗漏步骤可编上序号G 、H 、…)A ．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源B ．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面吊着适当重的钩码D ．取下纸带E ．将平板无滑轮的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动F ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上________________．7．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50 Hz，如图所示是一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离分别为1.40 cm、3.55 cm、6.45 cm、10.15 cm、14.55 cm、19.70 cm.由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小＝________m/s，小车的加速度大小a＝________m/s2.(结果保留三位为v4有效数字)8．光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图(a)所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b 间通过时，光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来．图(b)中MN是水平桌面，Q是长木板与桌面的接触点，1和2是固定在长木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出，长木板顶端P点悬有一铅锤，实验时，让滑块从长木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为×10－2s和×10－3 s．用精度为0.05 mm的游标卡尺测量滑块的宽度为d，其示数如图(c)所示．(1)滑块的宽度d＝________cm.(2)滑块通过光电门1时的速度v＝________m/s，滑块通过光电门21＝________m/s.(结果保留两位有效数字)时的速度v2(3)由此测得的瞬时速度v1和v2只是一个近似值，它们实质上是通过光电门1和2时的________，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将________的宽度减小一些．9．如下图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力加速度．(1)所需器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需________(填字母代号)中的器材．A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺(2)通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v－t图象外，还可作________图象，其纵轴表示的是________，横轴表示的是________．10．某同学在测定匀变速直线运动的加速度时，得到了几条较为理想的纸带，已在每条纸带上每5个计时点取好了一个计数点，即两计数点之间的时间间隔为 s，依打点先后编为0、1、2、3、4、5.由于不小心，纸带被撕断了，如图所示．请根据给出的A、B、C、D四段纸带回答：(填字母)(1)从纸带A上撕下的那段应该是B、C、D三段纸带中的________．(2)打A纸带时，物体的加速度大小是________m/s2.1 . D 2． B 3． D 4． C 5. ACD 6．解析：A中应先接通电源，再放开纸带．C中应调整滑轮的高度，使细绳与平板平行，D中应先断开电源，使打点计时器停止工作，E属于多余步骤．应补充G，换上新纸带，重复操作两次．H，断开电源，整理好器材．正确合理的顺序应为B、F、C、A、D、G、H.7．解析：v4＝x5－x32t＝错误! m/s＝0.405 m/sx′1＝x1＝0.0140 m，x′2＝x2－x1＝0.0215 mx′3＝x3－x2＝0.0290 mx′4＝x4－x3＝0.0370 mx′5＝x5－x4＝0.0440 mx′6＝x6－x5＝0.0515 ma ＝?x′4＋x′5＋x′6?－?x′1＋x′2＋x′3?9t2＝错误! m/s 2 ＝0.756 m/s 2. 答案：8．解析：(1)d ＝10 mm ＋0.05 mm×2＝10.10 mm ＝1.010 cm.(2)v 1＝dt 1＝错误! m/s ＝1.0 m/sv 2＝dt 2＝错误! m/s ＝2.5 m/s.(3)v 1、v 2实质上是通过光电门1和2时的平均速度，要使瞬时速度的测量值更接近于真实值，可将滑块的宽度减小一些．答案：(1) (2) (3)平均速度 滑块9．解析：(1)打点计时器需接交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不需要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数点的距离，需要刻度尺，选D.(2)由公式v 2＝2gh ，如绘出v22－h 图象，其斜率也等于重力加速度．答案：(1)D (2)v 22－h 速度平方的二分之一 重物下落的高度10．解析：因小车做匀变速直线运动，加速度保持不变，打A 纸带时，加速度a ＝Δx T 2＝x 2－x 1T2＝错误! m/s 2＝0.6 m/s 2.又小车运动的加速度：a ＝x 5－x 23T 2，则4、5两点间隔为：x 5＝x 2＋3aT 2＝×10－3 m ＋3××0.12 m ＝54×10－3 m所以从纸带A 上撕下的那段应是C. 答案：(1)C (2)。

实验：研究匀变速直线运动基础知识归纳1.实验目的(1)练习使用电磁打点计时器或电火花计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动情况. (2)测出匀变速直线运动的加速度. 2.实验原理(1)电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 交流交流 电源的计时仪器，电磁打点计时器的工作电压是的工作电压是 4～6 V ，电火花打点计时器的工作电压是，电火花打点计时器的工作电压是 220 V .当电源频率是50 Hz 时，它每隔它每隔 0.02 s 打一次点. (2)若纸带上相邻点间的位移差x n ＋1－x n ＝ 0 ，则物体做匀速直线运动.若x n ＋1－x n ＝ C (非零常数) ，则物体做匀变速直线运动. (3)根据纸带求加速度的方法：根据纸带求加速度的方法：用“逐差法”求加速度.设相邻计数点间的距离分别为x 1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝ 3aT 2 (T 为相邻计数点间的时间间隔)求出a 1＝2143 T x x -、a 2＝2253T x x -、a 3＝ 3 236Tx x -，再算出a 1、a 2、a 3的平均值，就是物体运动的加速度. 3.实验器材电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片. 4.实验步骤(1)安装实验装置(如图所示). (2)接通电源，释放小车，重复打纸带三条. (3)挑选纸带，确定计数点，测相邻间距. (4)用逐差法求加速度. 5.注意事项(1)计时器打出的点不清晰，可能是计时器打出的点不清晰，可能是 电压偏低电压偏低 或 振针位置不合适振针位置不合适 . (2)打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如果打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸的高度，使之增大一些. (3)计时器打点时，应先计时器打点时，应先 接通电源接通电源 ，待打点稳定后，再，待打点稳定后，再 拉动纸带拉动纸带 . (4)拉动纸带前，应使拉动端停靠在拉动纸带前，应使拉动端停靠在 靠近打点计时器靠近打点计时器 的位置. (5)小车的加速度应适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 50 cm cm 的纸带上清楚地取出7～8个计数点为宜. 重点难点突破一、对实验操作步骤及注意事项的理解和掌握要熟练实验的操作过程，特别注意减少实验误差的操作技巧. 二、数据分析与处理1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，A 、B 、C 、D 、…为时间间隔相等的各计数点，x 1、x 2、x 3、…为相邻两计数点间的距离，若Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝常数，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由纸带求物体运动加速度的方法(1)根据Δx ＝x 2－x 1＝x 3－x 2＝…＝aT 2(T 为相邻两计数点间的时间间隔)，求出a ＝2T xD ，然后求平均值. (2)用逐差法求加速度：根据x 4－x 1＝x 5－x 2＝x 6－x 3＝3aT2 求出a 1＝2143T x x -、a 2＝2253T x x -、a 3＝2363T x x -，再算出a 1、a 2、a 3的平均值a ＝3321a a a ++即为物体运动的加速度. (3)用v-t 图象法，先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度v n ＝T x x n n 21++，求出打第n 个点时纸带的瞬时速度，然后作出v-t 图象，图线的斜率即为物体运动的加速度：a ＝t vDD . 以上三种求a 方法中，方法(1)求法误差较大，如果所测数据多一般选取方法(2)、(3). 三、研究匀变速直线运动的其他方法研究匀变速直线运动，除了运用纸带数据分析法之外，我们还可以通过频闪照相法、滴水法等进行分析研究. 典例精析典例精析1.实验操作步骤及注意事项【例1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上下述步骤的代号填在横线上 . A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B.把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路把打点计时器固定在长木板的没有滑轮的一端，并连好电路C.换上新的纸带，再重做两次换上新的纸带，再重做两次D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动 F .把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G .断开电源，取出纸带断开电源，取出纸带【解析】正确的实验步骤是：把长木板平放在实验桌上，并用垫片把木板的一端垫高.把打点计时器固定在木板较高的一端，并连好电路.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后.使小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打完一条纸带，断开电源，取下纸带，换上新纸带，再重做两次，即顺序为DBFAEGC. 【答案】DBFAEGC 【思维提升】对实验步骤可简化为：放置→固定→连接→先接后放，开始实验→重复实验→数据分析，同时要理解实验步骤中关键几步，如“固定时定滑轮要伸出桌面，打点计时器固定于远离定滑轮的一端；开始实验时先接通电源，后释放小车”等. 【拓展1】在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法中有助于减少实验误差的是( ACD ) A.选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位个点的时间间隔作为一个时间单位B.使小车运动的加速度尽量小些使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算计算D.适当增加挂在细绳下钩码的个数的个数【解析】选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大，选取计数点可以使用于测量和计算的相邻点的间隔增大，在用直尺测量这些点间在用直尺测量这些点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A 正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B 错，D 对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C 项正确. 2.研究匀变速直线运动的其他方法【例2】两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示.连续两次曝光的时间间隔是相等的.由图可知可知 ( ) A.在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同两木块速度相同B.在时刻t 3两木块速度相同两木块速度相同C.在时刻t 3以及时刻t 4之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同D.在时刻t 4以及时刻t 5之间某瞬时两木块速度相同之间某瞬时两木块速度相同【解析】设连续两次曝光的时间间隔为t ，记录木块位臵的直尺最小刻度间隔长为l ，由图可以看出下面木块间隔均为4l ，木块做匀速直线运动，速度v ＝tl4.上面木块相邻时间间隔内木块的间隔分别为2l 、3l 、4l 、5l 、6l 、7l ，相邻相等时间间隔t 内的位移之差Δl ＝l ＝恒量， 所以上面木块做匀变速直线运动由某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得t 2、t 3、t 4、t 5时刻的瞬时速度分别为：v 2＝t l t l l 25232=+ v 3＝t l t l l 27243=+ v 4＝t l t l l 29254=+ v 5＝tlt l l 211265=+ 可见速度v ＝tl4介于v 3、v 4之间，选项C 项正确. 【答案】C 【思维提升】(1)解决本题首先要具备一定的观察、分辨和信息提取能力，这也是近几年高考的考查热点. (2)熟练应用匀变速运动的一些重要结论，如Δx ＝aT 2，202t t vv v +=等可快速深入问题的实质，简化解题过程. 【拓展2】用滴水法可以测定重力加速度的值，方法是：在自来水龙头下面固定一块挡板A ，使水一滴一滴持续地滴落到挡板上，如图所示，仔细调节水龙头，使得耳朵刚好听到前一个水滴滴在挡板上的声音的同时，下一个水滴刚好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h ，再用秒表计时，计时方法是：当听到某一水滴滴在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“0”，以后每听到一声水滴声，依次数“1,2,…”,一直数到“n ”时,按下秒表按钮停止时，读出秒表的示数为t .写出用上述测量方法计算重力加速度g 的表达式：g ＝ 2hn 2/t 2 . 【解析】n 次响声间隔时间对应n 个水滴下落的时间间隔，所以一个水滴下落的时间T ＝t /n 由h ＝21gT 2得 g ＝22T h＝2hn 2/t 2 3.实验数据分析与处理【例3】某同学用右图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动实验步骤如下：实验步骤如下： a .安装好实验器材. b .接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次.选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2、…、6点所示. c .测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记为s 1、s 2、s 3、…、s 6. d .通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀变速直线运动. e .分别计算出s 1、s 2、s 3、…、s 6与对应时间的比值66332211t s t s t s t s 、、、、 . f .以t s 为纵坐标、t 为横坐标，标出t s 与对应时间t 的坐标点，画出t s -t 图象.结合上述实验步骤，请你完成下列任务：结合上述实验步骤，请你完成下列任务：①实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有列的仪器和器材中，必须使用的有 和 (填选项代号). A.电压合适的50 Hz 交流电源交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺刻度尺D.秒表秒表E.天平天平 F .重锤重锤②将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻度线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如图所示，则s 2＝ cm ，s 5＝ cm. ③该同学在下图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出t s -t 图象. ④根据ts -t 图象判断，在打0计数点时，小车的速度v 0＝m/s ；它在斜面上运动的加速度a ＝ m/s 2. 【解析】①A ，C ②0刻度线和0计数点左端对齐，s 2是计数点0与2间的距离，读数时应注意从计数点2的左端读起，s 5同理.答案为(2.99～3.01)，(13.19～13.21). ③ts-t 如图所示. 26)26(＝TT T 4)26. 【思维提升】t -斜率为21a 【例4】在研究匀变速直线运动实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度如下表格所示计数点序号计数点序号1 2 3 4 5 6 计数点对应时刻(s) 0.1 0.2 0.3 0.40.5 0.6 通过计数点的速度(cm/s) 44.0 62.0 81.0 100.0 110.0 168.0 为了算出速度，合理的方法是为了算出速度，合理的方法是 ( ) ＝2T D 求出加速度，再取平均值，即为实验所。

实验一研究匀变速直线运动1.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、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.2.实验原理(如图1所示)图13.实验步骤(1)按照如图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；(5)换纸带重复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析.4.注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行.(2)两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带.(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞.(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜. (5)小车从靠近打点计时器位置释放.1.数据处理 (1)目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等. (2)方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质. ②利用逐差法求解平均加速度a 1＝x 4－x 13T 2，a 2＝x 5－x 23T 2，a 3＝x 6－x 33T 2⇒a ＝a 1＋a 2＋a 33＝x 4＋x 5＋x 6－x 1＋x 2＋x 39T 2③利用平均速度求瞬时速度：v n ＝x n ＋x n ＋12T＝d n ＋1－d n －12T④利用速度—时间图象求加速度a.作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度. 2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 (1)x 1、x 2、x 3…x n 是相邻两计数点间的距离.(2)Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….(3)T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n (打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数).(4)Δx ＝aT 2，只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.命题点一 教材原型实验例1 (2017·全国卷Ⅰ·22)某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图2(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴)图2(1)由图(b)可知，小车在桌面上是________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A 点位置时的速度大小为________ m/s ，加速度大小为________ m/s 2.(结果均保留两位有效数字) 答案 (1)从右向左 (2)0.19 0.038解析 (1)小车在阻力的作用下，做减速运动，由题图(b)知，从右向左相邻水滴间的距离逐渐减小，所以小车在桌面上是从右向左运动.(2)已知滴水计时器每30 s 内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T ＝3045 s＝23 s ，所以A 点位置的速度为v A ＝0.117＋0.1332×23 m/s ≈0.19 m/s.根据逐差法可求加速度a ＝x 5＋x 4－x 2＋x 16T 2，解得a ≈－0.038 m/s 2，故加速度的大小为0.038 m/s 2.变式1如图3所示，是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出，打点计时器打点的频率f＝50 Hz，其中x1＝7.05 cm、x2＝7.68 cm、x3＝8.33 cm、x4＝8.95 cm、x5＝9.61 cm、x6＝10.26 cm.图3(1)下表列出了打点计时器打下B、C、F时小车的瞬时速度，请在表中填入打点计时器打下D、E两点时小车的瞬时速度.(结果保留三位有效数字)(2)以A点为计时起点，在图4中画出小车的速度—时间图线.图4(3)根据你画出的小车的速度—时间图线计算出小车的加速度a＝________ m/s2.(结果保留两位有效数字)(4)如果当时电网中交变电流的频率是f＝49 Hz，而做实验的同学并不知道，由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏________.(选填“大”或“小”)答案(1)0.864 0.928 (2)如图所示(3)0.64 (4)大命题点二实验拓展创新1.复习启示高考实验题一般源于教材而不拘泥于教材，是在教材实验的基础上创设新情景.因此，要在夯实基础实验的基础上注意迁移创新能力的培养，善于用教材中实验的原理、方法和技巧处理新问题.2.情景拓展3.数据处理(1)加速度的获得：靠重物的拉力获得加速度→长木板倾斜靠重力获得加速度.(2)速度的测量方法：由打点纸带求速度→测定遮光片的宽度d和遮光片通过光电门的挡光时间Δt，由v＝dΔt求速度.(3)加速度的测量方法：由打点纸带利用逐差法求加速度→利用经过两个光电门的瞬时速度，由速度位移关系式求加速度.类型1 实验情景创新例2(2017·全国卷Ⅱ·22)某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有：斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.图5实验步骤如下：①如图5(a)，将光电门固定在斜面下端附近，将一挡光片安装在滑块上，记下挡光片前端相对于斜面的位置，令滑块从斜面上方由静止开始下滑；②当滑块上的挡光片经过光电门时，用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt；③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]，v表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小，求出v；④将另一挡光片换到滑块上，使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同，令滑块由静止开始下滑，重复步骤②、③； ⑤多次重复步骤④；⑥利用实验中得到的数据作出v －Δt 图，如图(c)所示. 完成下列填空：(1)用a 表示滑块下滑的加速度大小，用v A 表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小，则v 与v A 、a 和Δt 的关系式为 v ＝________.(2)由图(c)可求得v A ＝______ cm/s ，a ＝______ cm/s 2.(结果保留3位有效数字) 答案 (1)v A ＋12a Δt (2)52.1 16.6解析 (1)设挡光片末端到达光电门的速度为v ，则由速度时间关系可知：v ＝v A ＋a Δt ，且v＝v A ＋v2联立解得：v ＝v A ＋12a Δt ；(2)由图(c)可读出v A ≈52.1 cm/s ，图线的斜率k ＝12a ＝53.6－52.4－－3cm/s 2≈8.28cm/s 2，即a ≈16.6 cm/s 2. 类型2 实验方法拓展例3 某研究性学习小组用图6装置来测定当地重力加速度，主要操作如下： ①安装实验器材，调节试管夹(小铁球)、光电门和纸杯在同一竖直线上；②打开试管夹，由静止释放小铁球，用光电计时器记录小铁球在两个光电门间的运动时间t ，并用刻度尺(图上未画出)测量出两个光电门之间的高度h ，计算出小铁球通过两光电门间的平均速度v ；③保持光电门1的位置不变，改变光电门2的位置，重复②的操作.测出多组(h ，t )，计算出对应的平均速度v ；④画出v－t图象.图6图7请根据实验，回答如下问题：(1)设小铁球到达光电门1时的速度为v0，当地的重力加速度为g.则小铁球通过两光电门间平均速度v的表达式为________.(用v0、g和t表示)(2)实验测得的数据如下表：请在图7坐标纸上画出v－t图象.(3)根据v －t 图象，可以求得当地重力加速度g ＝______ m/s 2，试管夹到光电门1的距离约为______ cm.(以上结果均保留两位有效数字) 答案 (1)v ＝v 0＋12gt(2)见解析图(3)9.7(9.5～9.9均可) 6.5(6.3～6.7均可)解析 (1)根据匀变速直线运动的规律：一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得v ＝v 0＋12gt .(2)描点画图，如图所示.(3)根据v ＝v 0＋12gt 可知，v －t 图象的斜率k ＝g2，解得g ≈9.7 m/s 2；图象与纵轴的截距为小球经过光电门1时的速度v 0，约为1.12 m/s ，根据v 02＝2gh 得h ≈6.5 cm.变式2 在暗室中用如图8所示装置做“测定重力加速度”的实验.实验器材有：支架、漏斗、橡皮管、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、一根荧光刻度的米尺、频闪仪.具体实验步骤如下：图8①在漏斗内盛满清水，旋松螺丝夹子，水滴会以一定的频率一滴滴地落下.②用频闪仪发出的白闪光将水滴流照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率直到第一次看到一串仿佛固定不动的水滴.③用竖直放置的米尺测得各个水滴所对应的刻度.④采集数据进行处理.(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是________________________________________________________________________.(2)实验中观察到水滴“固定不动”时的闪光频率为30 Hz，某同学读出其中比较远的水滴到第一个水滴的距离如图9所示，根据数据测得当地重力加速度g＝________ m/s2；第8个水滴此时的速度v8＝________ m/s.(结果都保留三位有效数字)图9(3)该实验存在的系统误差可能有(答出一条即可)：______________________________________________________________________________________________________.答案(1)频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率(2)9.72 2.27 (3)存在空气阻力(或水滴滴落的频率变化)解析(1)实验中看到空间有一串仿佛固定不动的水滴时，频闪仪的闪光频率满足的条件是频闪仪的闪光频率等于水滴滴落的频率.(2)由Δx＝gT2和逐差法解得当地重力加速度g＝9.72 m/s2，由中间时刻的瞬时速度等于该段位移的平均速度可得，第8个水滴的速度v8≈2.27.. .. .. m/s.(3)该实验存在的系统误差可能有：存在空气阻力、水滴滴落的频率变化等.参考材料。

第3章 第2节 匀变速直线运动的实验探究班级 姓名 座号一、实验目的1、练习使用打点计时器。

2、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。

3、利用纸带求某点的瞬时速度和匀变速质点运动的加速度。

二、实验原理1.判断物体是否做匀变速直线运动(1)利用平均速度v＝，当Δt很短时，可以近似认为平均速度等于t时刻的瞬时速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动。

(2)利用Δs＝s2－s1＝s3－s2＝…＝s n－s n－1＝aT2判断物体是否做匀变速直线运动。

2. 求匀变速直线运动的瞬时速度根据平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出= ，= ......=3.求匀变速直线运动的加速度（1）法一、逐差法以取六个间隔为例，则a1＝，a2＝，a3＝.加速度的平均值为a＝(a1＋a2＋a3) ＝＝[(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)]逐差法处理数据求加速度的平均值，好处是各个数据都得到了利用，达到正、负偶然误差充分抵消的作用，使计算结果更接近真实值。

（2）法二、用v-t图求加速度用横坐标表示时间t，用纵坐标表示瞬时速度v建立坐标系，标出（T，），（2T，）......各点，把这些点连接起来可画出一条直线（让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧），求此直线的斜率即为物体的加速度。

三、实验器材电火花打点计时器、纸带、交流电源、小车、细绳、钩码、长木板、刻度尺、导线等。

四、实验步骤①将打点计时器固定在长木板的一端。

②连接好打点计时器的电路。

(注意此过程中要断开开关)③将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器，并连接砝码到小车。

④闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源。

⑥舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始点，选择相隔0.1 s的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入设计好的表格中。

5、 数据处理及结论记录数据：1、取计数点：每两个计数点间有4个点没有画出，则两相邻计数点间的时间间隔为T=数据处理：1、 求相邻计数点的位移：=，= ，= ，= ，= ，= 。

《测定匀变速运动的加速度》实验报告<方案一>实验目的：利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度 实验原理：用“逐差法“求加速度：设相邻相同时间(T)内的位移分别为x 1，x 2，…,x n,则：△x=x 2-x 1=x 3-x 2= x 4-x 3=…=x n -x n-1=aT 2，同理：x 4-x 1=3a 1T 2, x 5-x 2=3a 2T 2， x 6-x 3=3a 3T 2，得加速度为：实验器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源实验步骤:1. 安装实验装置如图。

2.接通电源,释放小车,重复打纸带三条.3. 挑选纸带,确定计数点, 测出OA 、OB 、OC 、OD 、OE 、OF 的长度，把测量结果填入下表中。

,4. 根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 的值。

注意：T=0.1s 。

5. 实验结束后，整理好实验器材。

数据记录：（下面是假设数据）23216542362252143219)()333(313T x x x x x x T x x T x x T x x a a a a ++-++=-+-+-=++=x 1 x 2 x 3O A B C结果：x1=2cm,x2=3cm,x3=4cm,x4=5cm,x5=6cm,x6=7cm=1m/s 2<方案二>实验目的：利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度 实验原理：用“v-t 图象”求加速度：以打某计数点时为计时起点，然后利用v n =(x n +x n+1)/(2T) 求出打各点时的速度，描点得v-t 图象，v-t 图象的斜率即为加速度，如图所示。

实验器材：打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源实验步骤:1. 安装实验装置如图。

23216542362252143219)()333(313T x x x x x x T x x T x x T x x a a a a ++-++=-+-+-=++=2.接通电源,释放小车,重复打纸带三条.3. .挑选纸带,确定计数点, 测出OA 、OB 、OC 、OD 、OE 、OF 的长度，把测量结果填入下表中。