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3.1勻變速直線運動的實驗探究,1,知識回顧,問題一：,物理上用那些物理量來描述物體的運動？判斷物體是否做勻變速直線運動的方法是什么？,問題二：,物理上測量時間和位移大小的儀器是什么？,2,（一）、電磁打點計時器,（4~6）v的交流電，頻率：50Hz（即0.02s振動一個周期）,2、構(gòu)造：,3、工作原理,,打點通過振針、復(fù)寫紙,1、工作電壓：,4、能用直流電嗎？,注意：,3,（二）、電火花打點計時器,220v的交流電，頻率：50Hz（即0.02s振動一個周期）,2、構(gòu)造：,3、工作原理,,注意：,1、工作電壓：,4、能用直流電嗎？,打點通過電火花、墨粉,4,1.對電磁打點計時器和電火花計時器的有關(guān)說法中，正確的是( ) A．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電 B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣 C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙 D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉,5,一、實驗?zāi)康模?1、掌握判斷物體是否做勻變速直線運動的方法。 2、了解打點計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法。 3、學(xué)會利用逐差法和圖像法求解加速度。,二、實驗原理：,3.2勻變速直線運動的實驗探究,任意兩個連續(xù)相等的時間間隔（T）內(nèi)位移之差為一恒量。即用Δs＝s2-s1＝s3-s2＝…＝sn-sn－1＝aT2來判斷物體是否做勻變速直線運動，用逐差法和作圖法求解加速度。,6,三、實驗器材 電磁打點計時器(或電火花計時器)、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、一端附有定滑輪的長木板、小車、紙帶、細繩、鉤碼、刻度尺、交流電源。 四、實驗步驟 1.如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。,2.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪， 下邊掛上鉤碼，把紙帶穿過打點計時器， 并把紙帶的一端固定在小車的后面。 3.把小車停在靠近打點計時器處，接通電源后，釋放小車， 讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，關(guān)閉電源。 4.換上新的紙帶，重復(fù)實驗兩次。,7,五、數(shù)據(jù)處理,從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點(那一端和小車相連)，在后面便于測量的地方找一個點，作為計數(shù)始點，以后一般情況依次每五個點取一個計數(shù)點（為什么要選取計數(shù)點，如何測量計數(shù)點間的距離），并標明0、1、2、3、4…如圖2所示。,圖2,8,例1：某同學(xué)在研究小車的運動的實驗中，獲得一條點跡清楚的紙帶，已知打點計時器每隔0.02s打一個計時點，該同學(xué)選A、B、C、D、E、F六個計數(shù)點，對計數(shù)點進行測量的結(jié)果記錄在下圖中，單位是cm。請判斷小車做什么運動？小車的加速度為多大？,解：由圖知：S1=AB=1.50cm S2=BC=1.82cm S3=CD=2.14cm S4=DE=2.46cm S5=EF=2.78cm 可見：S2-S1=0.32cm S3-S2=0.32cm S4-S3=0.32cm S5-S4=0.32cm 即小車做勻變速直線運動,說明：,該題提供的數(shù)據(jù)可以說是理想化了，實際中不可能出現(xiàn)S2-S1= S3-S2= S4-S3= S5-S4，因為實驗總是有誤差的。,9,,例2：如下圖所示，是某同學(xué)測量勻變速直線運動的加速度時，從若干紙帶中選出的一條紙帶的一部分，他每隔4個點取一個計數(shù)點，圖上注明了他對各計算點間距離的測量結(jié)果。試驗證小車的運動是否是勻變速運動？加速度是多大？,解：S2-S1=1.60cm S3-S2=1.55cm S4-S3=1.62cm S5-S4=1.53cm S6-S5=1.63cm,結(jié)論：,連續(xù)相等時間位移差不同，由 可知各段計算出來的加速都一樣嗎？,小車在任意兩個連續(xù)相等的時間里的位移之差，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等，小車的運動是勻加速直線運動。,思考1：,10,,,,,再求加速度有：,相當于只用了S6與S1兩個數(shù)據(jù)，這樣起能起到用多組數(shù)據(jù)減小誤差的目的嗎？。,思考2：,11,方法一“逐差法”求加速度（重點）,即,偶數(shù)段：,奇數(shù)段：,12,方法二“作圖法”求加速度（重點）,1.瞬時速度的計算,13,2.作出小車運動的v－t圖象 (1)定標度、描點：坐標軸的標度選取要合理，應(yīng)使圖象大致分布在坐標平面中央。描點時要用平行于兩坐標軸的虛線標明該點的位置坐標。(所描的點一般用“·”標明) (2)連線：畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖3所示。,圖3 (3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間的變化規(guī)律。,14,15,16,七、注意事項 (1)開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點計時器。 (2)先接通電源，等打點穩(wěn)定后，再釋放小車。 (3)打點完畢，應(yīng)立即斷開電源。 (4)要防止鉤碼落地，避免小車跟滑輪相碰，在小車到達滑輪前及時用手按住。 (5)牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當，以免加速度過大而使紙帶上的點太少，或者加速度太小，而使各段位移差別不大，誤差增大。 (6)要區(qū)分打點計時器打出的計時點和人為選取的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔四個計時點取一個計數(shù)點，即時間間隔t＝0.1 s。 (7)在坐標紙上畫v－t圖象時，注意坐標軸單位長度的選取，應(yīng)使圖象盡量分布在較大的坐標平面內(nèi)。,17,