当发网首页 当发物理教育 力学 电磁学 热学 光学 原子核 实验 典型题解   

    1. 实验目的

   (1) 掌握判断物体是否做匀变速运动的方法.

   (2) 使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度.

   2. 实验原理

   设物体做匀变速直线运动,加速度是a,在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1s2s3……则有
      △s=s2-s1=s3-s2=s-s3=…=aT2
   由上式还可得到
      s-s1=(s-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)
        =3aT2
   同理有
       s-s2=s-s3=…=3aT2
   所以,测出各段位移s1s2……即可求出
       
   再由a1a2…算出平均值
       
   即为所要测的加速度.

   3. 实验器材: 电火花打点计时器或电磁打点计时器,一端附有滑轮的长木板,小车,纸带,细绳,钩码,刻度尺,导线,电源.

   4. 实验步骤

   (1) 如图3-21所示,把附有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,使细绳跨过滑轮,下边拴上合适的钩码.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.

   5. 注意事项

   (1) 要在钩码落地处放置软垫或砂箱,防止撞坏钩码.

   (2) 要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料档板,防止车掉在地上或撞坏滑轮.

   (3) 开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.

   (4) 应该先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再释放小车.

   (5) 小车另一端所挂的钩码个数要适当,避免加速度过大而使纸带上打的点太少,或者加速度太小,使各段位移无多大区别.

   (6) 选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰. 适当舍弃点子密集部分,适当选取计数点(计数点和计时点有区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒.

       

    难点突破:

    1. 数据处理

  (1) 由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图3-22所示,0、1、2、3…为时间间隔相等的各计数点,s1s2s3……为相邻两计数点间的距离,若Δs=s2-s1=s3-s2=…=常数,即若两连续相等的时间间隔里的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动.

      

  (2) 由纸带求物体运动加速度的方法

  ① 根据Δs=s2-s1=s3-s2=…=aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔),求出a=,然后求平均值.

  ② 用逐差法求加速度:根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2求出,再算出a1a2a3的平均值a=即为物体运动的加速度.

  ③ 用v-t图像法,先根据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度即vn=求出打第n个点时纸带的瞬时速度,然后作出v-t图像,图线的斜率即为物体运动的加速度:a=.
   以上三种求a中,方法①求法误差较大,如果所测数据较多一般选取方法②、③.

  2. 误差分析

  若实验中电源的频率高于正常频率,而实验者不知道,则计算出来的加速
度值与正常值相比偏大还是偏小?

  分析:如果实验中电源的频率高于正常频率,而实验者不知道,则实验者
在计算加速度时仍然按照正常频率计算,则一定会对结果造成偏差.

  因为f实际f正常,所以打点计时器打点的时间间隙t=t实际t正常,打出的纸带上实际的点间距离差Δs=a·t2,但由于实验者不知道的缘故,所以在计算时要用实际的位移差Δs除以正常的时间间隔t正常的二次方,即
  a计算=
同理,采用逐差法计算时a=也会得到相同的结果.

  因此,这种情况下,计算出的加速度比真实加速度的值偏小.

    例题3-7 如图3-23表示用打点计时器记录小车的运动情况,开始时小车在光滑水平玻璃板上运动,后来在薄布面上做匀减速运动,所打出的纸带如图所示(附有刻度尺),纸带上相邻两点对应的时间间隔为0.02 s,从纸带上可以确定小车做匀减速运动的初速度是_____,小车在布上运动的加速度大小是_____.




    例题3-8 已知打点计时器接的交流电源频率是f,用它记录一个匀变速运动小车的位移,打出的一条纸带和已选好的计数点0、1、2、3、4如图3-24所示,某同学测量出1与2两点间的距离为s12,3与4 两点间的距离s34
由此可算出小车运动的加速度a=_____.(2001年,全国)
        


    例题3-9 利用打点计时器研究一个约1.4 m高的商店卷帘窗运动,将纸带粘在卷帘底部,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3-25所示,数据如表格所示. 纸带中ABBCCD…每隔两点之间的时间间隔为0.10 s,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瞬时速度v.
    (1) 请根据所提供的纸带和数据,画出卷帘窗运动的vt图线.
    (2) AD段的加速度为_____m/s2AK段的平均速度为_____m/s.(2001年,上海)
   




 

 

高中物理实验
高中力学典型题解
·
·直线运动
·牛顿运动定律
·物体的平衡
·曲线运动
·万有引力定律
·动量
·机械能
·机械振动
·机械波
高中电磁学典型题解
·电场
·恒定电流
·磁场
·电磁感应
·交变电流
·电磁场和电磁波
高中热光原典型题解
·分子热运动 能量守恒
·气体
·光的反射和折射
·光的波动性
·量子论初步
·原子核
基本仪器 游标卡尺 螺旋测微器 天平 弹簧秤 秒表 打点计时器 气压和温度计 滑动变阻器 电阻箱 直流电流表和直流电压表 多用电表 示波器
演示实验 合力的大小与分力夹角的关系 牛顿管实验:空气阻力很小时,物体下落快慢相同 运动和力的关系:伽利略理想斜面实验 平抛运动与自由落体运动 同时落地
万有引力恒量的测定:卡文迪许扭秤实验 机械能守恒定律 简谐运动的图象 布朗运动 做功改变内能 气体压强的微观解释
影响平行板电容器的电容的因素 基本电荷的测定:密立根实验 电流周围有磁场:奥斯特发现电流的磁效应 自感现象 光速的测定:迈克耳逊旋转棱镜法
全反射 光电效应 卢瑟福原子核式结构模型的研究:关于α粒子的散射实验 电子的发现 质子的发现 中子的发现
学生实验 长度的测量 验证力的平行四边形法则 练习使用打点计时器 研究匀变速直线运动 验证牛顿第二定律 研究平抛物体的运动 验证动量守恒定律
验证机械能守恒定律 用单摆测定重力加速度 探索弹力和弹簧伸长的关系 验证玻意耳定律 用油膜法估测分子的大小 用描迹法画出电场中平面上的等势线
描绘小灯泡的伏安特性曲线 测定金属的电阻率 研究闭合电路欧姆定律 测定电源电动势和内阻 把电流表改装为电压表 练习使用示波器
用多用电表探测黑箱内的电学元件 传感器的简单应用 测定玻璃的折射率 测量凸透镜的焦距 用双缝干涉测光的波长 用卡尺观察光的衍射现象

关于当发 - 广告服务 - 联系方式 - 加入收藏 - 设为首页

Copyright © 2002 - 2019 Dangfa.com All Rights Reserved. 当发物理教育 版权所有 苏ICP备09053366号