19学生实验测定匀变速直线运动的加速度.doc

1.9 学生实验：测定匀变速直线运动的加速度 [目标定位]　1.进一步练习使用打点计时器.2.会利用平均速度求瞬时速度.3.会利用vt图象处理实验数据，并据此判断物体的运动性质.4.能根据实验数据求加速度． 一、学生实验：测定匀变速直线运动的加速度 1．实验原理：利用打点计时器打出的纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间的关系图象． (1)某点的瞬时速度等于以它为中间时刻的一小段时间内的速度． (2)若vt图象为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示． 2．实验器材： 打点计时器、纸带、电源、小车、细绳、一端带有滑轮的长木板、、钩码、坐标纸、复写纸、导线． 二、误差和有效数字 1．误差：测量值与之间的差异叫做误差，误差按产生原因可分为系统误差和偶然误差． (1)系统误差 ①产生原因：由于仪器本身或实验方法，实验原理不完善产生的． ②特点：当多次重复测量时，测量值总是同样的偏大或． ③减小方法：校准测量仪器，改进实验，完善实验原理． (2)偶然误差 ①产生原因：由于各种偶然因素对实验者、测量仪器、被测物理量的影响而产生的． ②特点：测量值和真实值相比有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的概率相同． ③减小方法：多次测量求． 2．有效数字 (1)可靠数字：通过直接读数获得的数字叫做可靠数字． (2)存疑数字：通过得到的数字叫做存疑数字． (3)有效数字：带有一位存疑数字的全部数字叫做有效数字． 凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(存疑数字)．有效数字运算时只取2～3位即可，运算结果一般可用2～3位有效数字表示. 一、实验步骤 1．如图所示，把一端装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．把细绳拴在小车上，并在另一端挂上适当的钩码，使之跨过定滑轮，调整装置，使小车能在长木板上平稳地加速滑行． 3．把纸带穿过打点计时器，并将其一端固定在小车的后面． 4．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车拖着纸带运动．于是，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． 二、数据处理 1．挑选纸带并测量 在三条纸带中选择一条点迹最清晰的．为了便于测量，舍掉开头一些过于密集的点迹，找一个适当的点当作计时起点(0点)，每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量，如图所示．(相邻两点间还有4个点未画出) 2．瞬时速度的计算和记录 (1)根据vn＝，计算某点瞬时速度，T＝0.1 s (2)设计表格并记录相关数据 位置 0 1 2 3 4 5 6 7 时刻t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(m·s－1) 3.作出小车运动的vt图象 (1)定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图象大致分布在坐标平面中央． (2)描点：在坐标纸上确定出各个坐标点的位置． (3)连线：用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点． 4．求出小车的加速度方法有两种 (1)利用vt图象的斜率：a＝(2)利用逐差法：a＝ 三、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车打点计时器． 2．先，等打点稳定后，再释放小车． 3．打点完毕，立即电源． 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点迹密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少．一般在纸带上每隔4个点取一个计数点，即时间间隔为T＝0.1 s. 5．在坐标纸上画vt图象时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图象尽量分布在坐标平面中央． 6．利用描出的点作vt图象时，不要将相邻的点依次相连成折线，而应使大多数点在直线(或曲线)上，不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧，个别离线较远的点应舍去． 例1　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________． 针对训练　关于用打点计时器“测定匀变速直线运动的加速度”的实验，下列说法中正确的是(　　) A．打点计时器应固定在长木板上，且靠近滑轮一端B．开始实验时小车应靠近打点计时器一端 C．应先接通电源，待打点稳定后再释放小车D．牵引小车的钩码个数越多越好 例2　(2013～2014