(10月合辑)福建省福鼎市第二中学高三物理一轮复习 匀变速直线运动的实验探究课件.ppt

* 2 匀变速直线运动的 实验探究 1、了解打点计时器的结构和原理。 2、会利用打点计时器测算物体的速度和加速度。 3、会利用频闪照相法求物体的速度和加速度。 实验室中小车的运动是物理学中最简单的物体运动。我们如何测量小车各时刻的速度、加速度呢?可直接用直尺和秒表测量位移和时间，但误差较大，用什么方法可减小测量误差呢？ 引入课题 一、打点计时器及应用 电磁打点计时器 电火花打点计时器 两种常见打点计时器 直流？交流？ 交流电 1、电磁打点计时器 （1）原理 （2）构造 （3）工作电压：4-6V 尖端放电 2、电火花打点计时器 （1）构造：如下图 （2）原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电 （3）工作电压：220V 0.02s 打点计时器是一种计时仪器，并且能记录物体的相对位置。 使用的共同特点： 必须使用交流电 我国民用交流电频率为50Hz，所以所打的两个点间的时间间隔为0.02s 3、练习使用打点计时器 △t ＝？ △x ＝？ 疏密与速度的关系 （1）需测量的量： （2）关系式： 所选取的两点间的位移△x 和时间△t 平均速度 4、利用纸带求速度和加速度 纸带的处理 ——测平均速度 0 1 2 3 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . 求纸带在几段时间中的位移和平均速度 区间 0-1 1-2 2-3 3-4 0-2 2-4 △x/m △t/s v/(m·s-1) 0.01 0.014 0.018 0.022 0.024 0.040 0.08 0.08 0.08 0.08 0.16 0.16 0.125 0.175 0.225 0.275 0.150 0.250 在时间间隔很短时，平均速度可近似为瞬时速度,由a=△v/△t可计算出加速度的数值 相邻段 1～2段 2～3段 3～4段 1～4段 加速度a/m·s-2 0.625 0.625 0.625 0.625 由上述数据看出，小车做匀变速直线运动 逐差法求加速度 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s1、s2、s3……则有△s=s2-s1= s3-s2=s4-s3=……=aT2 由上式还可得到 s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2 同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2 可见，测出各段位移s1、s2……即可求出 加速度a1=（s4-s1）/3T2 a2=(S5-S2)/3T2…… 再算出a1、a2……的平均值，就是我们测定匀变速直线运动的加速度的逐差法。 例1 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验 中，如下图给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的 纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得 x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm， x4=2.88cm，x5= 3.39cm，x6=3.38cm。那么 （1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1= cm/s,v2= cm/s,v3=______cm/s, v4= cm/s,v5= cm/s。 （2）在平面直角坐标系中作出v-t图像 （3）分析小车运动速度随时间的变化规律 答案：(1) 16.50 21.40 26.30 31.35 36.30 (2)在平面直角坐标系中作出v-t图象 (3) v随t均匀增加 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、 同步练习 . . . . . . . 0 0 1 2 3 4 5 6 1.40 3.55 6.45 10.15 14.55 19.70 3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点分别到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所代表时刻的瞬时速度大小v4＝________m／s，小车 的加速度大小a＝________m／s2。 0.405 0.756 二、频闪照相法及其应用 频闪照相 与打点计时器记录的信息相比较，频闪照相是如何记录时间信息和位移信息的呢？ 10 0 0 0 0 0 0 0 频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计时器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速度，与同纸带的处理方法相同。 现在你明白了吗？ 例2．小球作直线运动时的频闪照片如图所示，已知频闪周期T＝0.1s，小球相邻位置间距分别为OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，D