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  4. 实验:探究小车速度随时间变化的规律

在做“探究匀变速直线运动”实验时(1)要用到打点计时器,关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是______A.打点计时器是一种计时仪器,使用电源频率为50Hz,每隔0.02s打一次

一、题文

在做“探究匀变速直线运动”实验时
(1)要用到打点计时器,关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是______
A.打点计时器是一种计时仪器,使用电源频率为50Hz,每隔0.02s打一次点
B.电磁打点计时器的工作电压是4-6V的交流或直流电,而电火花打点计时器的工作电压是220V交流电
C. 实验操作时,是先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动
D. 实验操作时,是让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器
(2)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离.打点计时器的电源频率为50Hz.
由图中已知数据计算:该匀变速直线运动的加速度的大小为a=______ m/s2.(答案均要求保留3位有效数字)

考点提示:实验:探究小车速度随时间变化的规律

二、答案

(1)A、打点计时器是一种计时仪器,使用电源频率为50Hz,每隔0.02s打一次点,故A正确;
B、电磁打点计时器的工作电压是4-6V的交流电源,不能用直流,故B错误;
C、实验时,应先放开小车,再接通打点计时器电源,由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于数据的采集和处理,故C正确,D错误.
故选AC.
(2)根据逐差法得:a=
s6+s5+s4-s3-s2-s1
9T2
=
0.1402+0.1203+0.1000-0.0803-0.0602-0.04
9×0.12
=2.00m/s2
故答案为(1)AC;(2)2.00

三、考点梳理

知名教师分析,《在做“探究匀变速直线运动”实验时(1)要用到打点计时器,关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是______A.打点计时器是一种计时仪器,使用电源频率为50Hz,每隔0.02s打一次》这道题主要考你对 实验:探究小车速度随时间变化的规律 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:实验:探究小车速度随时间变化的规律

考点名称:实验:探究小车速度随时间变化的规律
  • 实验目的:
    1、练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
    2、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

    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),因此纸带上的点就表示了和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,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=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。


    3、由纸带求物体运动加速度的方法:
    ①用“逐差法”求加速度:即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1=、a2=、a3=,再算出a1、a2、a3
    ②用v-t图法:即先根据vn=求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率即为物体运动的加速度。

    实验器材:
    小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺。

    实验步骤:
    1、把一端附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,如图所示;


    2、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它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,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次;
    4、选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

    注意事项:
    1、开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器。
    2、应该先接通电源,再释放小车,当小车到达滑轮前及时用手按住。
    3、先断开电源,再取下纸带。
    4、对于电磁打点计时器,如打出的点较轻或是短线时,应调整振针距复写纸的高度。
    5、选择一条理想的纸带,是指纸带上的点迹清晰,适当舍弃点密集部分,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(n-1)t。
    6、每打好一条纸带,将定位轴上的复写纸换个位置,以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器才适用)。
    7、不要分段测量各段位移,应一次测出各计数点与0计数点的距离,再逐个计算x1、x2、x3…,读数时应估读到0.1mm。
    8、尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是:
          ①细绳尽可能与板面保持平行;
          ②滑轮和车轮灵活;
          ③长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致。

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