实验一： 研究匀速直线运动

实验一：研究匀变速直线运动，测定匀变速直线运动的加速度（含练习使用打点计时器） 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 ），纸带上的点表示的是与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2132........s s s s s ∆=-=-==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。

右图为打点计时器打下的纸带。

选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O ，然后（每隔5个间隔点）取一个计数点A 、B 、C 、D …。

测出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3 … 利用打下的纸带可以：求任一计数点对应的即时速度v ：2Ts s 1)(n n ++==v v n ；如Ts s v c 232+=(其中T=5×0.02s=0.1s ） 3．由纸带求物体运动加速度的方法： (1)利用上图中任意相邻的两段位移求a ：如223T s s a -= (2)用“逐差法”求加速度：即根据2415263s 3s s s s s aT -=-=-=（T为相邻两计数点间的时间间隔）求⇒++=⇒===3a a a a 3T s -s a ;3T s -s a ;3T s -s a 321236322522141()()23216549T s s s s 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。

(3)用v-t 图法：即先根据2Ts s 1)(n n ++=nv ；求出打第n 点时纸带的瞬时速度，再求出A 、B 、C 、D 、E 、F 各点的即时速度，画出如图的v-t 图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

实验专题：研究匀变速直线运动答案解析一、研究匀变速直线运动例1（2018·温州市十五校联考）同学们利用如图2所示装置做“研究匀变速直线运动”实验.请你完成下列有关问题:图2（1）实验室提供如图3甲、乙两种打点计时器,某实验小组决定使用电火花计时器，则应选用图中的（填“甲”或“乙”)计时器.图3(2）另一实验小组使用的是电磁打点计时器，图4中,接线正确的是 (填“甲"或“乙”）图4（3)小宇同学选取一条清晰纸带进行研究，在纸带上确定出九个计数点，如图5所示，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s，根据纸带提供的信息，纸带上3、5两点间距离为 mm.图5(4）纸带上计数点6的瞬时速度为 m/s，小车运动的加速度为 m/s2(瞬时速度保留3位有效数字，加速度保留2位有效数字）。

(5)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是。

A。

垫高长木板的一端，使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动B。

使小车运动的加速度尽量小些C。

舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量D。

选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案（1)乙（2)乙(3）35。

0 (4）0。

255 0。

40 （5）CD解析(1)题图甲为电磁打点计时器,题图乙为电火花计时器，故选乙;（2）电磁打点计时器使用的是6 V以下交流电源,故题图乙的连接是正确的；(3)由题图可得点3对应的刻度值为2。

50 cm，点5对应的刻度值为6。

00 cm,所以3、5两点间的距离为6。

00 cm－2.50 cm＝3。

50 cm＝35.0 mm.(4)纸带上计数点6的瞬时速度等于5到7的平均速度，v6＝错误!57＝错误!＝错误! cm/s＝25.5 cm/s＝0。

255 m/s.逐差法计算加速度a1＝错误!，a2＝错误!,a3＝错误!，则a＝错误!＝错误!≈0.40 m/s2。

(5）实验过程中，应使小车做匀加速直线运动，故选用平整程度、光滑程度相同的长木板做实验.处理纸带时,应舍去纸带上密集的点，利用点迹清晰，点间间隔适当的那一部分进行测量，以减少读数误差，故选C、D.例2如图6所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图中注明了他对各计数点间距离的测量结果.打点计时器所接电源是频率为50 Hz 的交流电.图6（1）为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算，并填入下表内。

匀变速直线运动实验报告匀变速直线运动实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过观察和记录匀变速直线运动的物体在不同时间下的位移和速度变化，探究匀变速直线运动的规律，并验证运动学中的相关理论。

二、实验器材与原理1. 实验器材：直线轨道、小车、计时器、测量尺、速度计、电池等。

2. 实验原理：匀变速直线运动是指物体在相等时间间隔内，位移的增量不断增大，速度的变化量也在不断增大的运动。

根据运动学的相关理论，匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比，速度与时间成正比。

三、实验步骤1. 将直线轨道放置在水平桌面上，并确保其平整度。

2. 将小车放置在轨道上，并确保其能够自由滑动。

3. 使用测量尺测量轨道的长度，并记录下来。

4. 将计时器设置为手动模式，并准备好进行实验的计时。

5. 将小车推动到轨道的一端，并在计时器启动后，用力将小车推动，使其沿轨道做匀变速直线运动。

6. 当小车到达轨道的另一端时，立即停止计时器，并记录下用时。

7. 使用速度计测量小车在不同时间点的速度，并记录下来。

四、实验数据处理与分析1. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的位移，并绘制位移-时间图像。

2. 根据实验步骤中记录的数据，计算小车在不同时间下的速度，并绘制速度-时间图像。

3. 分析位移-时间图像和速度-时间图像的特征，探究匀变速直线运动的规律。

4. 根据实验数据和分析结果，验证运动学中的相关理论。

五、实验结果与结论通过实验数据处理与分析，我们得到了位移-时间图像和速度-时间图像。

位移-时间图像呈现出一条平滑的曲线，且曲线的斜率逐渐增大，表明小车的位移随时间的增加而增大。

速度-时间图像呈现出一条直线，且斜率保持恒定，表明小车的速度在匀速增加。

根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 匀变速直线运动的位移与时间的平方成正比。

2. 匀变速直线运动的速度与时间成正比。

3. 实验结果验证了运动学中的相关理论。

六、实验误差分析在实验过程中，可能存在一些误差，影响了实验结果的准确性。

实验：研究匀变速直线运动2020年3月23日1.教材第一章和第二章所有实验的汇总，包括如何测量速度，如何研究速度与时间、位移与时间的关系，测量速度的多种器材和方法的选择等等2.伽利略的科学研究方法。

把试验和逻辑推理（包括数学演算）和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法。

用打点计时器做实验：1.纸带做与物体相同的运动2.纸带上记录着t，可以用刻度尺直接测量出x实验目的：研究小车的运动，尝试找到小车的运动规律实验设计：总问题：你准备如何进行这个实验，并请说明每个实验环节的目的分问题：1.如何组装？打点计时器、小车放到哪一端？先挂钩码还是先穿纸带？2.选用交流还是直流电源？220v的还是4~6v的？需要天平吗？3.先通电还是先放车？4.如何确认纸带哪段是先打出来的哪段是后打出来的？5.什么是计时点，怎么选计数点6.这个实验中需要平衡摩擦力吗？7.发现点迹间距越来越大，猜测这是一个加速运动，想要进一步确认是否为匀加速运动，可以怎么做？（测速度画v-t图看是否直线，计算∆S，计算a）8.尝试测v，理论上选取包含该点的越短的一段计算平均速度，越接近该点的瞬时速度。

实验操作中，太短的距离测量误差太大。

所以，选择适宜的一段进行测量。

9. ∆S计算10.确认是匀变速以后，如何求某点瞬时速度更合适？11.求解加速度的时候，一定要用456减123段吗？尝试使用6减1段计算，或者56减12计算，还可以用速度变化量比时间来计算。

比较所有计算式，说明为什么456减123更好。

如果只有4段怎么办？如果只有5段怎么办？如果只测得了1和5怎么办？这个结果一定不能用吗？这个实验的关键在于测量速度和加速度，除了打点计时器和纸带以外，还有哪些器材可以完成这个任务？（频闪照片、光电门、应用手机传感器的app例如phyphox）选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点，确定计数始点，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度的值，还可求出各计数点对应的速度，做v—t图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

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。

实验一：匀变速直线运动的实验目的：研究匀速直线运动,分析加速度、瞬时速度的求法原理: a =△S/ T2 = x m-x n/（m-n）T2;v n=x n+x n+1/2T实验器材：打点计时器（f=50Hz）、木板、小车、滑轮、钩码、纸带。

实验装置：实验步骤：一：木板平放，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定，连接好电路。

二：穿纸带；挂钩码。

三：先连接电源，然后放开小车，让小车拖动纸带运动，打完一条后立即关闭电源。

四：换纸带，再做一次。

实验注意点：1.固定打点计时器时，应让限位孔处再长木板的中央位置。

2.滑轮不能过高，细线应与木板平行。

3.小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小车停止运动，防止小车从木板上掉下来。

4.先接通电源，后让纸带运动。

5.打点结束后立即关闭电源。

纸带分析：开头过于密集的点舍掉，从清楚的点开始，每隔五个间隔取一个计时点，然后取6个点，进行标号。

列入表格记录数据，求出各点瞬时速度，画出v-t图像（坐标轴、描点、连线、与坐标轴交点、斜率a）。

计算过程要注意单位要为国际单位制单位，多次实验求平均值。

习题演练一、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，已将每条纸带上每5个几十点取好了一个计数点，即两个计数点之间的时间间隔为0.1s，依次打点先后编为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：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，物体的加速度是。

二、在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计时点A、B、C、D、E、F、，相邻两记数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.1.根据学过的知识可以求出在B点的速度，CE间的平均速度是；2.以打A点为计时起点，建立v-t坐标系如右图所示，请在图中做出小车运动的速度与时间的关系图线。

物体的匀速直线运动实验研究物体的运动是物理学中的一个重要研究对象，而匀速直线运动是其中的一个基本模型。

本文将通过实验来研究物体的匀速直线运动特征，并探讨相关的物理原理。

实验目的：通过对物体在匀速直线运动过程中的位置和时间的测量，确定物体的速度，并研究物体在匀速直线运动中的位移与时间的关系。

实验材料和仪器：1. 直线轨道：用来保证物体的运动轨迹是直线且无摩擦的；2. 滑块：用来模拟物体在轨道上的运动；3. 计时器：用来测量物体运动的时间；4. 标尺：用来测量物体在轨道上不同位置的位移。

实验步骤：1. 将直线轨道平放在水平桌面上，并确保其固定不动；2. 将滑块放在轨道上，并确保其能够顺畅地运动；3. 将滑块推送到轨道上的一个起始位置，并用计时器记录下时间t1；4. 通过标尺测量滑块在起始位置的位移 x1；5. 接着将滑块推送到轨道上的另一个位置，并用计时器记录下时间t2；6. 通过标尺测量滑块在另一个位置的位移 x2；7. 重复步骤5和步骤6，记录不同位置的位移和时间，直至滑块到达终点位置；8. 根据实验数据计算物体在不同时间间隔内的平均速度，并将结果记录下来；9. 绘制位移-时间图，并根据数据点拟合出直线；10. 分析实验数据，探讨物体匀速直线运动的特征和物理原理。

实验结果：通过实验得到的位移-时间图是一条直线，表明物体的直线运动是匀速的。

而根据实验数据计算得到的物体平均速度是恒定的，符合匀速运动的特征。

讨论与结论：物体的匀速直线运动是指物体在相等时间间隔内，位移相等的运动。

实验结果表明，在无外力作用下，物体的匀速直线运动中速度是恒定的，位移与时间成正比，且运动轨迹是一条直线。

物理原理解释：物体的匀速直线运动符合牛顿第一定律，即当合外力为零时，物体将保持匀速直线运动，速度和方向都不会改变。

在实验中，由于轨道的设计保证了无摩擦，因此外力可以忽略不计，这样物体就会保持匀速直线运动。

该实验还可以进一步扩展，通过改变轨道倾角、引入摩擦力等因素，研究物体运动的变化规律。