高一物理加速度实验报告
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9.测定匀变速直线运动的加速度实验目的: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、掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法。
3、测定匀变速直线运动的加速度。
实验原理:1、打点计时器是一种使用交流电的计时仪器,它每隔0.02s打一次点,因此纸带上的点子就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点子之间的间隔,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1所示,A、B、C、D、E为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、s4为相邻计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3 -s2=……=c(常数),即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量,则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。
3、由纸带求物体加速度的方法:⑴用逐差法求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出,,,在计算出其平均值即为物体运动的加速度。
⑵用V-t图像求物体的加速度:先根据求出打第n点时纸带的即时速度,然后做出V-t图像,图线的斜率就是物体运动的加速度。
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、一端附有定滑轮的长木板、刻度尺、钩码、导线。
实验步骤:1、把一端附有定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,细绳跨过定滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离。
把纸带传过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面。
3、把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,打点计时器就在纸带上打下了一系列的点。
取下纸带,换上新纸带,在重复实验三次。
4、从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始的比较密集的点子,确定好计数始点,,标明记数点,正确使用毫米刻度尺测量相邻记数点间的距离,并把结果填入表中。
一、实验目的1. 了解加速度的概念及其测量方法。
2. 熟悉实验仪器的使用方法。
3. 培养实验操作技能,提高实验数据处理能力。
二、实验原理加速度是描述物体速度变化快慢的物理量。
在匀加速直线运动中,物体的加速度保持不变,其计算公式为:a = Δv / Δt其中,a为加速度,Δv为速度变化量,Δt为时间变化量。
本实验采用光电门法测量加速度。
通过测量物体通过光电门的时间,计算速度变化量,进而得到加速度。
三、实验器材1. 光电门计时器2. 实验小车3. 平滑轨道4. 米尺5. 秒表6. 橡皮筋7. 铅笔8. 记事本四、实验步骤1. 将实验小车放置在平滑轨道上,确保小车可以自由滑动。
2. 使用米尺测量小车通过光电门前后的距离,记录数据。
3. 使用秒表记录小车通过光电门的时间,记录数据。
4. 将橡皮筋固定在小车上,调整橡皮筋的松紧程度,使小车在释放后能够做匀加速直线运动。
5. 重复步骤2和3,至少测量3次,求平均值。
6. 根据实验数据,计算速度变化量和加速度。
五、实验数据1. 小车通过光电门前后的距离:s1 = 0.5m,s2 = 1.0m2. 小车通过光电门的时间:t1 = 0.1s,t2 = 0.2s3. 平均时间:t = (t1 + t2) / 2 = 0.15s4. 速度变化量:Δv = (s2 - s1) / t = (1.0m - 0.5m) / 0.15s = 3.33m/s5. 加速度:a = Δv / Δt = 3.33m/s / 0.15s = 22.2m/s²六、实验结果与分析根据实验数据,小车在实验过程中做匀加速直线运动,加速度约为22.2m/s²。
实验结果表明,通过光电门法可以有效地测量加速度,实验结果较为准确。
七、实验误差分析1. 光电门计时器的精度有限,可能存在一定误差。
2. 小车在实验过程中可能存在摩擦阻力,导致实际加速度略小于理论值。
3. 实验过程中,小车通过光电门的时间可能存在读数误差。
高一物理用单摆测定重力加速度通用版【本讲主要内容】用单摆测定重力加速度什么是单摆,单摆做简谐振动的条件,用单摆测定重力加速度的方法,怎样使单摆作简谐运动,测量相关数据和处理数据的方法。
【知识掌握】【知识点精析】1. 实验目的:用单摆测定重力加速度2. 实验原理:(1)单摆振动时,摆球重力mg沿圆弧切线方向的分力mgsinα就是它摆动的回复力。
只有当偏角α≤5°时,摆球沿圆弧的运动才可以近似地看成为直线运动,而回复力就可以写成为F=-kx.式中k=mg/L。
可见在摆角很小的情况下,单摆的振动是简谐运动。
(2)单摆做简谐运动时,振动周期跟偏角的大小(或振幅)和摆球的质量无关。
期公式T=2πg/L,由此得重力加速度g=4π2L/T2。
因此,测出单摆的摆长L和振动周期T,就可以求出当地的重力加速度g的值。
3. 实验仪器:长约lm的细丝线一条,通过球心开有小孔的金属小球一个,带有铁夹的铁架台一个,毫米刻度尺一把,秒表一块,游标卡尺一个。
4. 秒表使用简介:(1)认识秒表:秒表有各种规格,它们的构造和使用方法略有不同。
一般的秒表(如图所示)有两根针,长针是秒针,每转一圈是30s,短针是分针. 图示的秒表的最小分度是0.1s。
(2)使用方法:首先要上好发条,它上端的按钮用来开启和止动秒表,第一次按压,秒表开始记时,第二次按压,指针停止走动,指示出两次按压之间的时间;第三次按压,两指针均返回零刻度处。
(3)读数:所测时间超过半分钟时,分钟的整数倍部分由分针读出,不足半分钟的部分由秒针读出,总时间为两针示数之和。
5. 验步骤:(1)让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个比小孔大一些的线结,做成单摆;(2)把线的上端用铁夹固定在铁架上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自由下垂,在单摆平衡位置处做上标记,如图所示;(3)用毫米刻度尺量出悬线长L'(准确到mm),用游标卡尺测出摆球的直径d,然后计算出悬点到球心的距离L,L=L'+d/2即为摆长;(4)把单摆从平衡位置拉开一个很小的角度(小于5°),然后放开小球让它摆动,用秒表测出单摆完成30~50次全振动的时间,计算出平均完成一次全振动的时间,这个时间就是单摆的振动周期T;(5)改变摆长,重做几次实验;(6)根据单摆的周期公式,计算出每次实验的重力加速度,求出几次实验得到的重力加速度的平均值,即是本地区的重力加速度的值;(7)将测得的重力加速度数值与当地重力加速度数值加以比较,分析产生误差的可能原因。
高一物理【实验:加速度与力、质量的关系】学习目标:1、用比较法测量加速度;2、用控制变量法探究加速度与力、质量的关系;3、掌握利用图象处理数据的方法。
第一部分:课前自主学习,主动落实学案一.实验原理(1)采用控制变量法当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时,我们设法控制某些参量使之不变,而研究其中两个参量之间的变化关系的方法,是物理实验中经常采取的一种方法.本实验有F、m、a三个参量,研究加速度a与F及m的关系时,我们应先控制一个参量不变,研究另外两个参量之间的关系.在该实验中要求先控制小车的质量不变,改变小车所受的拉力F,讨论a与F的关系;再控制小车所受的拉力F不变,改变小车的质量m,讨论a与m 的关系.(2)要测量的物理量小车与其上砝码的总质量M一用天平测出.小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m,由F=mg算出.小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出.(3)平衡摩擦力的目的和方法①目的:实验中小车要受到摩擦阻力的作用,增加了实验的难度.垫高水平木板不带滑轮的一端,使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力,这样小车所受拉力即为合力,提高了实验成功率.②方法:不挂托盘,使小车拖着纸带,纸带通过打点计时器,并且使打点计时器处于工作状态,逐渐调节木板的倾角,使打下的纸带点间距相等,则说明小车做匀速直线运动,即平衡了摩擦力.二.实验器材打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺.第二部分:课堂互动探究,整合提升一、探究加速度与力、质量的关系?1.用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0,并把数值记录下来.2.如图将实验器材安装好(小车上不系绳).3.把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板,平衡摩擦力.4.将重物通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况;取下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m o g.5.保持小车的质量不变,改变小盘(包括其中砝码)的质量,重复步骤4多做几次实验,每次小车从同一位置释放,并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2 g…表1:M不变,加速度a与受力的关系合外力不变,在小车上加砝码,并测出小车和放上砝码后的总质量M1,接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况,取下纸带并在纸带上标上号码.7.继续在小车上加放砝码,重复步骤6,多做几次实验,在每次得到的纸带上标上号码.表2:F不变,加速度与质量的关系8.利用以上两表中的数据,分别在坐标系中作出M不变时,a一F图象和F不变时,a一M图象.针对训练1.如图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A为砂桶,B为定滑轮,C为滑块及上面添加的砝码,D为纸带,E 为电火花计时器,F为蓄电池,电压为6 V,G是电键,请指出图中的三处错误。
高一物理第一章第5节加速度实验:探究小车的速度随时间变化的规律【本讲教育信息】一. 教学内容:第一章第5节加速度第二章第1节实验:探究小车的速度随时间变化的规律第2节匀变速直线运动的速度与时间的关系二. 知识要点:1. 理解加速度的概念。
知道加速度是表示速度变化快慢的物理量,知道它的定义、公式、符号和单位。
2. 知道加速度是矢量。
知道加速度的方向始终跟速度的改变量的方向一致。
3. 知道什么是匀变速运动。
4. 掌握打点计时器的操作和使用。
5. 能画出小车运动的v t-图象。
6. 掌握探究小车速度随时间变化规律的方法。
7. 掌握匀变速直线运动的规律特点,知道公式v=v0+at的推导过程。
8. 知道v一t图象的意义,并会用公式图象分析计算问题。
9. 能从图象分辨出匀速直线和匀变速直线运动。
三. 重点、难点分析:(一)加速度1. 定义:加速度(acceleration)是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。
用a表示。
∆∆。
2. 公式:a=/v t3. 单位:在国际单位制中为米每二次方秒(m/s2)。
常用的单位还有厘米每二次方秒。
4. 方向:加速度是矢量,不但有大小,而且有方向。
5. 物理意义:表示速度改变快慢的物理量;加速度在数值上等于单位时间内速度的变化量。
(二)匀变速运动1. 定义:在运动过程中,加速度保持不变的运动叫做匀变速运动。
2. 特点:速度均匀变化,加速度大小、方向均不变。
(三)速度变化情况的判断1. 判断物体的速度是增加还是减小,不必去管物体的加速度的大小,也不必管物体的加速度是增大还是减少。
只需看物体加速度的方向和速度是相同还是相反,只要物体的加速度跟速度方向相同,物体的速度一定增加;只要物体的加速度方向与速度方向相反,物体的速度一定减小。
2. 判断物体速度变化的快慢,只看加速度的大小。
加速度是速度的变化率,只要物体的加速度大,其速度变化得一定快,只要物体的加速度小,其速度变化得一定慢。
高一物理加速度教案5篇高一物理加速度教案篇1一、教学目标1、知识与技能目标(1)知道什么是弹力,弹力产生的条件 (2)能正确使用弹簧测力计 (3)知道形变越大,弹力越大2、过程和方法目标(1)通过观察和实验了解弹簧测力计的结构(2)通过自制弹簧测力计以及弹簧测力计的使用,掌握弹簧测力计的使用方法3、情感、态度与价值目标通过弹簧测力计的制作和使用,培养严谨的科学态度和爱动手动脑的好习惯二、重点难点重点:什么是弹力,正确使用弹簧测力计。
难点:弹簧测力计的测量原理。
三、教学方法:探究实验法,对比法。
四、教学仪器:直尺,橡皮筋,橡皮泥,纸,弹簧测力计五、教学过程(一)弹力1、弹性和塑性学生实验,注意观察所发生的现象:(1)将一把直尺的两端分别靠在书上,轻压使它发生形变,体验手感,撤去压力,直尺恢复原状;(2)取一条橡皮筋,把橡皮筋拉长,体验手感,松手后,橡皮筋会恢复原来的长度。
(3)取一块橡皮泥,用手捏,使其变形,手放开,橡皮泥保持变形后的形状。
(4)取一张纸,将纸揉成一团再展开,纸不会恢复原来形状。
让学生交流实验观察到的现象上,并对这些实验现象进行分类,说明按什么分类,并要求各类再举些类似的例子。
(按物体受力变形后能否恢复原来的形状这一特性进行分类)直尺、橡皮筋等受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种特性叫做弹性;橡皮泥、纸等变形后不能自动恢复原来的形状,物体的这种特性叫做塑性。
2、弹力我们在压尺子、拉橡皮筋时,感受到它们对于有力的作用,这种力在物理学上叫做弹力。
弹力是物体由于弹性形变而产生的力。
弹力也是一种很常见的力。
并且任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。
而日常生活中经常遇到的支持物的压力、绳的拉力等,实质上都是弹力。
3、弹性限度弹簧的弹性有一定的限度,超过了这个限度就不完全复原了。
使用弹簧时不能超过它弹性限度,否则会使弹簧损坏。
(二)弹簧测力计1、测量原理它是根据弹簧受到的拉力越大,它的伸长就越长这个道理制作的。
高一物理速度和加速度的教案(优秀5篇)高一物理必修一速度教案怎么设计篇一物理学是一门以实验为基础的自然科学。
本节课为实验课,目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法,测定物体牵引纸带的速度,并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系。
根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法,让学生用求平均速度的方法,粗略表示物体运动的瞬时速度。
教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解。
当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法,在匀变速直线运动中有它的准确性,这要在下一章中学习,在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识,以免冲淡学习重点,加重学生负担。
本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法,而不是注重探究的结果多么完美,所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯。
要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法,向学生讲清图象的横、纵坐标,描点法,图象的物理意义。
要充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与。
教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象,要突出图象的直观性,使学生对图象的作用有更多、更深入的了解,为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础。
高一物理速度的教案有哪些篇二高一物理《运动快慢的描述速度》教案教学目标知识目标1、理解平均速度的概念:(1)知道平均速度是粗略描述变速运动的快慢的物理量。
(2)理解平均速度的定义,知道在不同的时间内或不同的位移上的平均速度一般是不同的。
(3)会用平均速度的公式解答有关的问题。
2、理解瞬时速度的概念(1)知道瞬时速度是精确描述变速运动快慢和方向的物理量。
(2)知道瞬时速度是物体在某一时刻的速度或在某一位置时的速度。
3、理解用比值法定义物理量的方法。
能力目标培养学生自主学习的能力。
情感目标培养学生认真思考问题的习惯。
教学建议教材分析速度的定义是高中物理中一次向学生介绍用比值定义物理量的方法,教材的讲述比较详细,通过两种通俗的比较运动快慢的方法,过渡到一个统一标准,自然地给出比值法定义速度。
高一物理实验:探究加速度与力、质量的关系教学目标:★知识与技能要求学生认真看书,明确用“比较”的方法测量加速度;探究加速度与力、质量的关系;作出a-F、a-1/m图象。
★过程与方法1.在学生实验的基础上得出a∝F、a∝1/m的实验结论,并使学生对牛顿第二定律有初步的理解。
2.渗透科学的发现、分析、研究等方法。
★情感态度与价值观通过对a∝F、a∝1/m的探究,在提高学生实验能力的基础上,体验探究带来的乐趣,激发学生学习物理的兴趣。
教学重点与难点:重点:对a∝F、a∝1/m的探究难点:对探究性实验的把握。
教学方式:本节课主要采取的是“实验——探究”教学方式。
教学工具:1.学生分组实验的器材:木板、小车、打点计时器、电源、小筒、细线、砝码、天平、刻度尺、纸带等。
(①附有滑轮的长木板2块;②小车2个;③带小钩或小盘的细线2条;④钩码(槽码),规格:10 g、20 g,用做牵引小车的力;⑤砝码,规格:50 g、100 g、200 g,用做改变小车质量;⑥刻度尺;⑦1 m~2 m粗线绳,用做控制小车运动)如果没有小规格钩码或槽码,可以用沙桶及沙子替代,增加天平及砝码,用来测质量。
2.计算机及自编软件,电视机(作显示)。
3.投影仪,投影片。
教学设计:新课导入:1.复习提问:物体运动状态改变快慢用什么物理量来描述,物体运动状态改变与何因素有关?关系是什么?教师启发引导学生得出:物体运动状态改变快慢用加速度来描述,与物体质量及物体受力有关。
(学生更详细的回答可能为:物体受力越大,物体加速度越大;物体质量越大,物体加速度越小)2.教师引导提问进入新课:物体的加速度与物体所受外力及物体的质量之间是否存在一定的比例关系?如果存在,其关系是什么?请同学猜一猜。
(学生会提出很多种猜想,对每一种猜想,教师都应予以肯定)教师在学生猜想的基础上进一步引导启发学生:我们的猜想是否正确呢,需要用实验来检验。
这就是我们这节课所要研究的加速度与力、质量的关系。
高一物理加速度加速度是物体运动的一个重要物理量,它描述了物体速度的变化情况。
在高一物理课程中,学生将会学习加速度的概念、计算方法以及与运动学和力学相关的知识。
首先,我们来解释一下什么是加速度。
加速度是指物体单位时间内速度的变化量。
物体的速度是指物体在单位时间内移动的距离。
加速度可以是正的、负的或者零。
接下来,我们来看一下加速度的计算方法。
在匀变速直线运动中,加速度可以用以下的公式来计算:a = (v - u) / t其中,a是加速度,v是最终的速度,u是初始的速度,t 是时间。
这个公式可以通过将速度的变化量除以时间来计算加速度。
如果我们要计算物体在匀加速直线运动中的位移,可以用以下公式来计算:s = ut + 1/2at²其中,s是位移,u是初始速度,t是时间,a是加速度。
这个公式可以用来计算物体在匀加速直线运动中的位移。
在实际问题中,我们可能需要计算物体在斜面上的加速度。
在这种情况下,我们需要考虑重力加速度的影响。
重力加速度是指地球对物体的吸引力加速度。
它的大小约为9.8m/s²。
在斜面上,物体受到斜面的支持力和重力的作用,而这两个力可以分解成平行和垂直于斜面的分力。
根据牛顿第二定律和斜面的几何关系,可以求得物体在斜面上的加速度。
除了直线运动的加速度,我们还需要了解角加速度的概念。
角加速度是物体的角速度单位时间的变化量。
在圆周运动中,物体的速度是沿着圆周的切线方向的,由于物体的速度方向的变化,就会产生角加速度。
在求解角加速度时,我们可以使用以下公式:α = (Δω) / t其中,α是角加速度,Δω是角速度的变化量,t是时间。
这个公式可以用来计算物体在圆周运动中的角加速度。
加速度是物体运动中一个很重要的物理量。
它不仅帮助我们描述和计算物体的运动状态,还能够帮助我们理解和解释其他与运动相关的现象。
在高一物理学习中,学生将通过探索加速度的概念和计算方法,深入理解物体运动的规律,进一步发展物理思维和解决问题的能力。
s 1 s 2 s 3 A B C D第十一讲 实验 用打点计时器测加速度姓名 班号【知识要点】一、实验目的: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s 1、s 2、s 3……则有△s =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=aT 2由上式还可得到:s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=3aT 2同理有:s 5-s 2=s 6-s 3= s 4-s 1=……=3aT 2可见,测出各段位移s 1、s 2 、s 3、s 4、 s 5、s 6……即可求出21413T s s a -= 22523T s s a -=…… 23633Ts s a -= 再算出a 1、a 2、 a 3……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、实验器材打点计时器,一端有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳.四、实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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,连接好电路.(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码.把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.(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,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,在后边便于测量的地方找一个开始点.为了测量方便和减小误差,通常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 =0.02×5=0.1s .在选好的开始点下面标明A ,在第六点下面标明B ,在第十一点下面标明C ,在第十六点下面标明D ,……,点A 、B 、C 、D……叫做计数点,如图所示.两个相邻计数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……(5)测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6的长度,把并记录测量结果.(6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值.注意:T =0.1s .求出a 1、a 2、a 3的平均值,它就是小车做匀变速直线运动的加速度.小车做匀变速直线运动的加速度a =五、注意事项1.在安装仪器时,要注意让滑轮伸出桌面外;细绳应与木板平行;实验前要检查打点计时器是否安装良好,两根导线是否与低压电源4~6V 交流输出连接.如果用电火花计时器,并不需要使用低压电源.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏.2.选取纸带时,除了要求点迹清晰之外,还应看看相邻计数点间的距离之差△s 是否相等.如果在误差范围内△s 相等的,则可认为小车是做匀加速直线运动,可以选用这样的纸带.3.在分析纸带时,要仔细地数点子,给计数点标上号码.不要逐段测量各段的位移,应该用长刻度尺一次测量分段读数,读数时应读到毫米以下一位.别忘了相邻记数点间的时间间隔T=0.1s .六.打点计时器纸带的处理1.取点原则是:从打下的纸带中必须选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量位置取一个开始点A ,然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示,取一个计数点B 、C 、D 、E 、F ….这样每两个计数间的时间间隔为T =0.1s ,计算比较方便.2.从纸带读取长度的方法:读取长度利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6….由于毫米尺的最小刻度是mm ,读数时必须估读到0.1mm 位.3.利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度:v n =Ts s n n 21++. ②求打下的纸带的加速度,利用“逐差法”求a , 212345633)()(T s s s s s s a ⨯++-++=【典型例题】例1在测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有益的是( ) A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取记数点B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰,点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、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,下列说法中正确的是( )A.打点记时器一般使用4V~6V的直流电源.B.安放纸带时,应把纸带放在复写纸的上面.C.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.D.最好在接通电源的同时,放开小车.例3 下面是几个同学打出的几条纸带,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顺序编号).( )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s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=s2-s1,则物体作匀变速运动D.乙图中若Δs恒定,且s1=Δs/2,则表示物体作初速为零的匀加变直线运动例4 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐,求:(1)打点计时器在打B、D、F各点时物体的瞬时速度v B=、v D=、v F=.(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏,理由是:.例5 在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中,在纸带上取得连续清晰的7个点,用刻度尺测得各点与第1点的距离如下:则该运动物体的加速度a=___________m/s2.(所用交流电源频率为50 Hz)例6 如图所示,纸带上A、B、C、D、E、F、G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点时纸带的速度为.(图中表示各计数点与第一个点的距离)例7 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.纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点,将直尺靠在纸带边,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d1、d2、d3……表示,测量出d1、d2、d3……的值,填入表中.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v3,并说明加速度的方向.加速度大小a=__________m/s2,方向____________,小车在点3时的速度大小v3=_________m/s.【经典练习】1.如图所示,是实验时得到的一条纸带,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小 车运动的加速度为__________m/s 2.2.如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,从O 点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s 1=5.18cm ,s 2=4.40cm ,s 3=3.62cm ,s 4=2.78cm ,s 5=2.00cm ,s 6=1.22cm .已知交流电源的频率为50Hz ,则:(1)相邻两记数点间的时间间隔为 s(2)物体的加速度大小a = m/s 2,方向 (填A →B 或B →A ).(3)打点计时器打记数点3时,物体的速度大小v 3= m/s ,方向 (填A →B 或B →A )3.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿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曝光的照片.如果拍摄时每隔2 s 曝光一次,轿车车身总长为4.5 m ,那么这辆轿车的加速度约为( ).A .1 m /s 2B .2 m /s 2C .3 m /s 2D .4 m /s 24.利用打点计时器研究一个约1.4m 高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘窗底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示,数据如表格所示.纸带中AB 、BC 、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s ,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v 平均.可以将v 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v .(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t 图线.(2)AD 段的加速度为 m/s 2,AK 段的平均速度为 m/s .第十一讲实验用打点计时器测加速度(作业)1.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50Hz,图为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、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小a=________m/s2.2.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分,D是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10cm/s2,则该计时器的打点频率是( )A.10Hz B.20Hz C.30Hz D.40Hz3.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SⅠSⅡSⅢ……后,如图所示.其中O为起始点(打点计时器打下的第一个点),由纸带所示数据可计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度VC.纸带运动的加速度D.纸带通过C点的速度4.下图是“研究匀变速直线运动”实验中,利用打点计时器所得的打点的纸带,A、B、C……是计数点,相邻计数点对应的时间间隔是T,对应的距离依次是s1、s2、s3……(1)下列计算加速度的计算式中正确的有________.(A)223 T ss a -=(B)235 2T ss a -=(C)21 2568Ts sssa--+=(D)21 2434Ts sssa--+=(2)下列计算打D点时的速度的表达式中正确的有________,(A)T ss vD243+=(B)Ts sssvD44 32 1+ ++ =(C)T ss vD1 6-=(D)Ts sssvD45 43 2+ ++ =5.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器进行相关测量,实验中得到一条纸带如图,0,1,2,…是选用的计数点,每相邻的两计数点间还有3个打出的点未画出.图中还画出了用米尺进行测量的情况.读出图中各测量点的读数.0:________,1:________,3:________,4:________.由图中数据能求出的物体的加速度为________m/s2.6.某小车在做变速直线运动时,(1)在实验纸带上选取若干计数点、其计数周期为T,小车在任意两个连续计数周期里位移差均为 s、则小车做____________运动,加速度a=________.(2)某次实验纸带记录如图所示,根据图中标出的数据,可以判定物体做________运动,图中从A点开始,每打5个点取一个计数点,则物体的加速度为________米/秒2,其中D点对应的速度为________米/秒7.利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示.电源频率是50Hz,图中所标的是每隔5个打点间隔所取的计数点,则相邻计数点间的时间间隔是T=________s.由图中给出数据计算加速度的公式是a=________,代入数值求得加速度的计算值为________m/s2.。
s 1 s 2 s 3 A B C D第十一讲 实验 用打点计时器测加速度姓名 班号【知识要点】一、实验目的: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s 1、s 2、s 3……则有△s =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=aT 2由上式还可得到:s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=3aT 2同理有:s 5-s 2=s 6-s 3= s 4-s 1=……=3aT 2可见,测出各段位移s 1、s 2 、s 3、s 4、 s 5、s 6……即可求出21413T s s a -= 22523T s s a -=…… 23633Ts s a -= 再算出a 1、a 2、 a 3……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、实验器材打点计时器,一端有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳.四、实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,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,连接好电路.(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码.把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.(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,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,在后边便于测量的地方找一个开始点.为了测量方便和减小误差,通常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 =0.02×5=0.1s .在选好的开始点下面标明A ,在第六点下面标明B ,在第十一点下面标明C ,在第十六点下面标明D ,……,点A 、B 、C 、D……叫做计数点,如图所示.两个相邻计数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……(5)测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6的长度,把并记录测量结果.(6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值.注意:T =0.1s .求出a 1、a 2、a 3的平均值,它就是小车做匀变速直线运动的加速度.小车做匀变速直线运动的加速度a =五、注意事项1.在安装仪器时,要注意让滑轮伸出桌面外;细绳应与木板平行;实验前要检查打点计时器是否安装良好,两根导线是否与低压电源4~6V 交流输出连接.如果用电火花计时器,并不需要使用低压电源.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏.2.选取纸带时,除了要求点迹清晰之外,还应看看相邻计数点间的距离之差△s 是否相等.如果在误差范围内△s 相等的,则可认为小车是做匀加速直线运动,可以选用这样的纸带.3.在分析纸带时,要仔细地数点子,给计数点标上号码.不要逐段测量各段的位移,应该用长刻度尺一次测量分段读数,读数时应读到毫米以下一位.别忘了相邻记数点间的时间间隔T=0.1s .六.打点计时器纸带的处理1.取点原则是:从打下的纸带中必须选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量位置取一个开始点A ,然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示,取一个计数点B 、C 、D 、E 、F ….这样每两个计数间的时间间隔为T =0.1s ,计算比较方便.2.从纸带读取长度的方法:读取长度利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6….由于毫米尺的最小刻度是mm ,读数时必须估读到0.1mm 位.3.利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度:v n =Ts s n n 21++. ②求打下的纸带的加速度,利用“逐差法”求a , 212345633)()(T s s s s s s a ⨯++-++=【典型例题】例1在测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有益的是( ) A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取记数点B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰,点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、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,下列说法中正确的是( )A.打点记时器一般使用4V~6V的直流电源.B.安放纸带时,应把纸带放在复写纸的上面.C.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.D.最好在接通电源的同时,放开小车.例3 下面是几个同学打出的几条纸带,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顺序编号).( )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s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=s2-s1,则物体作匀变速运动D.乙图中若Δs恒定,且s1=Δs/2,则表示物体作初速为零的匀加变直线运动例4 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐,求:(1)打点计时器在打B、D、F各点时物体的瞬时速度v B=、v D=、v F=.(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏,理由是:.例5 在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中,在纸带上取得连续清晰的7个点,用刻度尺测得各点与第1点的距离如下:则该运动物体的加速度a=___________m/s2.(所用交流电源频率为50 Hz)例6 如图所示,纸带上A、B、C、D、E、F、G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点时纸带的速度为.(图中表示各计数点与第一个点的距离)例7 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.纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点,将直尺靠在纸带边,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d1、d2、d3……表示,测量出d1、d2、d3……的值,填入表中.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v3,并说明加速度的方向.加速度大小a=__________m/s2,方向____________,小车在点3时的速度大小v3=_________m/s.【经典练习】1.如图所示,是实验时得到的一条纸带,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小 车运动的加速度为__________m/s 2.2.如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,从O 点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s 1=5.18cm ,s 2=4.40cm ,s 3=3.62cm ,s 4=2.78cm ,s 5=2.00cm ,s 6=1.22cm .已知交流电源的频率为50Hz ,则:(1)相邻两记数点间的时间间隔为 s(2)物体的加速度大小a = m/s 2,方向 (填A →B 或B →A ).(3)打点计时器打记数点3时,物体的速度大小v 3= m/s ,方向 (填A →B 或B →A )3.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿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曝光的照片.如果拍摄时每隔2 s 曝光一次,轿车车身总长为4.5 m ,那么这辆轿车的加速度约为( ).A .1 m /s 2B .2 m /s 2C .3 m /s 2D .4 m /s 24.利用打点计时器研究一个约1.4m 高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘窗底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示,数据如表格所示.纸带中AB 、BC 、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s ,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v 平均.可以将v 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v .(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t 图线.(2)AD 段的加速度为 m/s 2,AK 段的平均速度为 m/s .第十一讲实验用打点计时器测加速度(作业)1.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50Hz,图为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、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小a=________m/s2.2.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分,D是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10cm/s2,则该计时器的打点频率是( )A.10Hz B.20Hz C.30Hz D.40Hz3.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SⅠSⅡSⅢ……后,如图所示.其中O为起始点(打点计时器打下的第一个点),由纸带所示数据可计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度VC.纸带运动的加速度D.纸带通过C点的速度4.下图是“研究匀变速直线运动”实验中,利用打点计时器所得的打点的纸带,A、B、C……是计数点,相邻计数点对应的时间间隔是T,对应的距离依次是s1、s2、s3……(1)下列计算加速度的计算式中正确的有________.(A)223 T ss a -=(B)235 2T ss a -=(C)21 2568Ts sssa--+=(D)21 2434Ts sssa--+=(2)下列计算打D点时的速度的表达式中正确的有________,(A)T ss vD243+=(B)Ts sssvD44 32 1+ ++ =(C)T ss vD1 6-=(D)Ts sssvD45 43 2+ ++ =5.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器进行相关测量,实验中得到一条纸带如图,0,1,2,…是选用的计数点,每相邻的两计数点间还有3个打出的点未画出.图中还画出了用米尺进行测量的情况.读出图中各测量点的读数.0:________,1:________,3:________,4:________.由图中数据能求出的物体的加速度为________m/s2.6.某小车在做变速直线运动时,(1)在实验纸带上选取若干计数点、其计数周期为T,小车在任意两个连续计数周期里位移差均为 s、则小车做____________运动,加速度a=________.(2)某次实验纸带记录如图所示,根据图中标出的数据,可以判定物体做________运动,图中从A点开始,每打5个点取一个计数点,则物体的加速度为________米/秒2,其中D点对应的速度为________米/秒7.利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示.电源频率是50Hz,图中所标的是每隔5个打点间隔所取的计数点,则相邻计数点间的时间间隔是T=________s.由图中给出数据计算加速度的公式是a=________,代入数值求得加速度的计算值为________m/s2.。
测定加速度的实验报告测定加速度的实验报告引言:加速度是物体在单位时间内速度变化的量度,是描述物体运动状态的重要物理量之一。
本实验旨在通过测定自由落体和斜面上物体运动的加速度,探究加速度与物体质量、斜面角度等因素之间的关系。
实验一:自由落体实验自由落体是指物体只受重力作用,在无空气阻力的情况下自由下落的运动。
我们通过测量物体自由下落的时间来计算加速度。
实验装置:1. 一块光滑的竖直墙壁2. 一个可调节高度的支架3. 一个计时器4. 一块小球实验步骤:1. 将支架固定在竖直墙壁上,并调整高度,使小球可以自由下落。
2. 用计时器测量小球自由下落的时间,重复多次实验,取平均值。
实验结果与分析:根据实验数据,我们可以计算出小球自由下落的平均时间。
根据自由落体运动的公式,加速度a可以通过公式a = 2h/t^2计算得到,其中h为下落的高度,t 为下落的时间。
实验二:斜面上物体运动实验斜面上物体运动是指物体在斜面上沿着斜面滑动的运动。
我们通过测量物体在不同斜面角度下的滑动时间来计算加速度。
实验装置:1. 一个光滑的斜面2. 一个可调节角度的支架3. 一个计时器4. 一块小球实验步骤:1. 将斜面固定在支架上,并调整斜面的角度。
2. 将小球放在斜面上,用计时器测量小球滑动到底部所需的时间,重复多次实验,取平均值。
实验结果与分析:根据实验数据,我们可以计算出小球滑动到底部所需的平均时间。
根据斜面上物体运动的公式,加速度a可以通过公式a = 2g*sinθ计算得到,其中g为重力加速度,θ为斜面的角度。
实验讨论:通过对两个实验的数据分析,我们可以得出以下结论:1. 自由落体实验中,加速度与下落高度无关,只与下落时间有关。
2. 斜面上物体运动实验中,加速度与斜面角度成正比,与物体质量无关。
结论:通过本实验,我们成功测定了自由落体和斜面上物体运动的加速度,并得出了加速度与下落时间、斜面角度的关系。
这对于理解物体运动规律以及计算机械运动中的加速度具有重要意义。
高一物理【实验:加速度与力、质量的关系】学习目标:
1、用比较法测量加速度;
2、用控制变量法探究加速度与力、质量的关系;
3、掌握利用图象处理数据的方法。
第一部分:课前自主学习,主动落实学案
一.实验原理
(1)采用控制变量法
当研究对象有两个以上的参量发生牵连变化时,我们设法控制某些参量使之不变,而研究其中两个参量之间的变化关系的方法,是物理实验中经常采取的一种方法.本实验有F、m、a三个参量,研究加速度a与F及m的关系时,我们应先控制一个参量不变,研究另外两个参量之间的关系.在该实验中要求先控制小车的质量不变,改变小车所受的拉力F,讨论a与F的关系;再控制小车所受的拉力F不变,改变小车的质量m,讨论a与m 的关系.
(2)要测量的物理量
小车与其上砝码的总质量M一用天平测出.
小车受的拉力F——用天平测出小盘和盘内砝码的总质量m,由F=mg算出.
小车的加速度a——通过打点计时器打出的纸带测算出.
(3)平衡摩擦力的目的和方法
①目的:实验中小车要受到摩擦阻力的作用,增加了实验的难度.垫高水平木板不带滑轮的一端,使小车自身重力沿斜面的分力平衡摩擦力,这样小车所受拉力即为合力,提高了实验成功率.
②方法:不挂托盘,使小车拖着纸带,纸带通过打点计时器,并且使打点计时器处于工作状态,逐渐调节木板的倾角,使打下的纸带点间距相等,则说明小车做匀速直线运动,即平衡了摩擦力.
二.实验器材
打点计时器、纸带及复写纸、小车、一端附有定滑轮的长木板、小盘和砝码、细绳、低压交流电源、天平(带有一套砝码)、刻度尺.
第二部分:课堂互动探究,整合提升
一、探究加速度与力、质量的关系?
1.用天平测出小车和小盘(包括其中砝码)的质量分别为M0、m0,并把数值记录下来.
2.如图将实验器材安装好(小车上不系绳).3.把木板无滑轮的一端下面垫一薄木板,平衡摩擦力.
4.将重物通过细绳系在小车上,接通电源放开小车,用纸带记录小车的运动情况;取
下纸带并在纸带上标上号码及此时所挂重物的重力m o g.
5.保持小车的质量不变,改变小盘(包括其中砝码)的质量,重复步骤4多做几次实验,
每次小车从同一位置释放,并记录好相应纸带重物的重力m1g、m2 g…
表1:M不变,加速度a与受力的关系
合外力不变,在小车上加
砝码,并测出小车和放上
砝码后的总质量M1,接
通电源放开小车,用纸带
记录小车的运动情况,取
下纸带并在纸带上标上
号码.
7.继续在小车上加
放砝码,重复步骤6,多做
几次实验,在每次得到的
纸带上标上号码.表2:F不变,加速度
与质量的关系
8.利用以上两表中的数据,分别在坐标系中作出M不变时,a一F图象和F不变时,a一M图象.
针对训练
1.如图所示,是某次利用气垫导轨探究加速度与力、质量关系的实验装置安装完毕后的示意图,图中A为砂桶,B为定滑轮,C为滑块及上面添加的砝码,D为纸带,E 为电火花计时器,F为蓄电池,电压为6 V,G是电键,请指出图中的三处错误。
二、分析、归纳、探究结论?
1.你在图(a)中画出的a一F图象是通过原点的直线吗?说明a与F成什么关系?
2.你在图(b)中画出的a一M图象是直线吗?你能从(b)图中得出a与质量M的定量关系吗?
3.你在图(c)中画出的a一1
M 图象是过原点的直线吗?你能由图象得出a与M的关系吗?
实验次数n小车质量M/kg加速度a/(m·s-2) 1
2
3
4
5
…
4.在误差允许的范围内得出的结论是:当M不变时,a与F成正比关系;当F不变时,a与M成反比关系.
【特别提醒】本实验中利用图象处理数据的优点:(1)直观地看出两个物理量间的关系;
(2)有效地减小实验误差,并排除实验中的错误数据.
注意事项
1.平衡摩擦力时不要挂重物,整个实验平衡了摩擦力后,不管以后是改变盘和砝码的质量还是改变小车及砝码的质量,都不需要重新平衡摩擦力.
2.实验中必须满足小车和砝码的质量远大于小盘和砝码的总质量.只有如此,砝码和小盘的总重力才可视为与小车受到的拉力相等.
3.各纸带上的加速度a,都应是该纸带上的平均加速度.
4.作图象时,要使尽可能多的点在所作直线上,不在直线上的点应尽可能对称分布在所作直线的两侧.离直线较远的点是错误数据,可舍去不予考虑.
5.小车应靠近打点计时器且先接通电源再释放纸带.
误差分析
1.质量的测量误差、纸带上打点计时器打点间隔距离的测量误差,拉线或纸带不与木板平行等都会造成误差.
2.因实验原理不完善造成误差:本实验中用小盘及砝码的总重力代替小车受到的拉力(实际上小车受到的拉力要小于小盘及砝码的总重力),存在系统误差.小盘及砝码的总质量
越接近小车的质量,误差就越大;反之,小盘及砝码的总质量越小于小车的质量,误差就越小.
3.平衡摩擦力不准造成误差:在平衡摩擦力时,除了不挂小盘外,其他的都跟正式实验一样(比如要挂好纸带、接通打点计时器),匀速运动的标志是打点计时器打出的纸带上点的距离相等.
针对训练
2.在探究加速度与力、质量关系的实验中,若Array
测得某一物体受力F一定时,a与M的关系数据如下表所示:
(1)根据表中所列数据,画出a一1
图象.
M
(2)由a一1
关系可知,当F一定时,a与M成关系.
M
三、实验方案的探究
1.测量加速度的方案
采用较多的方案是使用打点计时器,在运动物体上安装一条连接打点计时器的纸带,根据纸带上打出的点来测量加速度.前面所述的实验方案,就是利用这种方法求取加速度的.它是根据在匀变速直线运动中,连续相等的时间丁内的位移之差△s=aT2求出加速度.条件允许也可以采用气垫导轨和光电门测加速度,也可利用传感器和计算机.
如果物体做初速度为零的匀加速直线运动,那么,测量物体加速度最直接的办法就是
用刻度尺测量位移并用秒表测量时间,然后由a =
22x
t
算出.其实.在本节的实验中也可以不测加速度的具体数值,这是因为我们探究的是加速度与其他量之间的比例关系.因此,测量不同情况下(即不同受力时、不同质量时)物体加速度的比值就可以了.由于a =
2
2x t ,如果测出两个初速度为零的匀加速运动在相同时间内发生的位移x 1、x 2,位移之比等于加速度之比,即
11
22
a x =a x . 针对训练
3.如图所示,在研究牛顿第二定律的演示实验中,若1、2两个相同的小车所受拉力分别为F 1、F 2,小车及其中所放砝码的总质量分别为m 1、m 2,打开夹子后经过相同的时间两车的位移分别为x 1、x 2,则在实验误差允许的范围内,有 ( )
A .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 1=2x 2
B .当m 1=m 2、F 1=2F 2时,x 2=2x 1
C .当F 1=F 2 、m 1=2m 2时,x 1=2x 2
D .当F 1=F 2 、m 1=2m 2时,x 2=2x 1 四、典例分析:
【例1】用如图所示的装置研究在作用力F 一定时,小车的加速度a 与小车质量M 的关系,某位同学设计的实验步骤如下:
A .用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量;
B.按图装好实验器材;
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶;
D.将电磁打点计时器接在6 V电压的蓄电池上,接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;
E.保持小桶及其中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M 值,重复上述实验;
F.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;
G.作a一M关系图象,并由图象确定a一M关系.
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是,该步骤应排在步实验之后.
(2)在上述步骤中,有错误的是,应把改为.
(3)在上述步骤中,处理不恰当的是,应把改为.
【例2】某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验,如图所示,图甲为实验装置简图(交流电的频率为50 Hz).
(1)图乙为某次实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为m/s2(保留两
位有效数字).
(2)保持砂和砂桶质量不变,改变小车质量m,分别得到小车加速度a与质量m及对应
,数据如下表:
的1
m
请在如图所示的方格坐标纸中画
出a一
1
图
m
线,并依据图线求出小车加速度a与质量倒数1
关系式
之间的
m
是.
(3)保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,
该同学根据实验数据作出了加速度a随合
力F的变化曲线,如图所示.该图线不通过原点,请你分析其主要原因是。