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1、实验一：速度随时间变化的规律实验一：速度随时间变化的规律01.练习正确使用打点计时器练习正确使用打点计时器2.会计算纸带上各点的瞬时速度会计算纸带上各点的瞬时速度3.会利用纸带计算加速度会利用纸带计算加速度4.会会用用图图象象法法探探究究小小车车速速度度与与时时间间的的关关系系，并并能能根根据据图图象象求加速度求加速度1.实实验验目目的的：(1)练练习习正正确确使使用用打打点点计计时时器器；(2)会会利利用用纸纸带带求求匀匀变变速速直直线线运运动动的的瞬瞬时时速速度度、加加速速度度；(3)会会利利用用纸纸带带探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化化的的规规律律，并并能能画画出出小小车车运运
2、动动的的v-t图图象象，会根据图象求加速度会根据图象求加速度2.实实验验原原理理：打打点点计计时时器器是是测测量量_的的仪仪器器，通通过过纸纸带带记记录录了了物物体体的的_过过程程打打点点计计时时器器有有电电磁磁打打点点计计时时器器和和电电火火花花打打点点计计时时器器，如如图图所所示示打打点点计计时时器器使使用用的的是是 50Hz 的的_电电流流，每每隔隔_s打打一一次次点点；电电磁磁打打点点计计时时器器使使用用的的是是_电源、电火花计时器使用的是电源、电火花计时器使用的是_电源电源 时间时间运动运动交变交变0.0246V交流交流220V交流交流3.实实验验器器材材：计计时时器器、一一端端附附
3、有有滑滑轮轮的的长长木木板板、小小车车、纸纸带带、细细绳绳、钩钩码码、刻刻度度尺尺、导导线线、电电源源(注注：使使用用电电磁磁打打点点计计时器时还需要复写纸片时器时还需要复写纸片)4.实实验验步步骤骤：(1)按按图图示示实实验验装装置置图图组组装装实实验验器器材材(注注：计计时时器器固固定定在在长长木木板板_的的一一端端，接接好好电电源源，但但开开关关要要_)；(2)把把一一细细线线系系在在小小车车上上，细细线线绕绕过过定定滑滑轮轮，下下端端挂挂合合适适的的钩钩码码，纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器，固固定定在在小小车车后后面面；(3)把把小小车车停停靠靠在在_附附近近，接接通通电电源源，
4、放放开开小小车车；(4)小小车车运运动动一一段段时时间间后后，断断开开电电源源，取取下下纸纸带带；(5)换换纸纸带带重重复复做几次实验，选择一条比较理想的纸带进行测量分析做几次实验，选择一条比较理想的纸带进行测量分析无滑轮无滑轮断开断开打点计时器打点计时器5.数数据据处处理理：(1)选选择择适适当当的的点点为为计计时时起起点点，用用笔笔在在纸纸带带上上标标出出计计数数点点；(2)用用刻刻度度尺尺测测量量出出各各计计数数点点到到起起点点的的距距离离；(3)计计算算各各计计数数点点的的瞬瞬时时速速度度，填填入入表表格格；(4)作作速速度度时时间间(vt)图图象象；(5)由由速速度度时时间间(v-t
5、)图图象象探探究究小小车车速速度度随随时时间间变变化的规律，并求出化的规律，并求出_加速度加速度 6.实实验验注注意意事事项项：(1)平平行行：纸纸带带和和细细绳绳要要和和_平平行行；(2)两两先先两两后后：实实验验中中应应先先_，后后让让_；实实验验完完毕毕应应先先_，后后_；(3)防防止止碰碰撞撞：在在到到达达长长木木板板末末端端前前应应让让小小车车停停止止运运动动，要要防防止止钩钩码码落落地地和和小小车车与与滑滑轮轮相相撞撞；(4)减减小小误误差差：小小车车的的加加速速度度要要适适当当_些些，可可以以减减小小_的的测测量量误误差差，加加速速度度大大小小以以能能在在约约50 cm的的纸纸带
6、带上上清清楚楚地地取取出出67个个计计数数点点为为宜宜；(5)用用刻刻度度尺尺从从_测测量起并同时记录测量结果，不要分段测量量起并同时记录测量结果，不要分段测量木板木板接通电源接通电源小车运动小车运动断开电源断开电源取纸带取纸带大大长度长度清晰的点清晰的点7.误差分析误差分析(1)根据纸带测量的位移有误差根据纸带测量的位移有误差(2)电电源源频频率率不不稳稳定定，造造成成相相邻邻两两点点的的时时间间间间隔隔不不完完全全相相等等(3)纸带运动时打点不稳定引起测量误差纸带运动时打点不稳定引起测量误差(4)用作图法，作出的用作图法，作出的v-t图象并不是一条直线图象并不是一条直线(5)木木板板的的粗
7、粗糙糙程程度度并并非非完完全全相相同同，这这样样测测量量得得到到的的加加速速度只能是所测量段的平均加速度度只能是所测量段的平均加速度实验原理与实验操作实验原理与实验操作2.实验操作注意事项实验操作注意事项(1)应应先先接接通通电电源源，待待打打点点稳稳定定后后，再再用用钩钩码码拉拉动动纸纸带带运运动当小车停止运动时要及时断开电源动当小车停止运动时要及时断开电源(2)释释放放小小车车前前，小小车车应应停停在在木木板板上上靠靠近近打打点点计计时时器器的的位位置置典典题题演演示示1某某同同学学按按图图甲甲所所示示装装置置做做“探探究究小小车车速速度度随随时时间变化的规律间变化的规律”的实验的实验(1
8、)图图甲甲中中仪仪器器A叫叫做做_，释释放放小小车车前前，小小车应停在车应停在_(填填“靠近靠近”或或“远离远离”)仪器仪器A的位置的位置打点计时器打点计时器甲甲 靠近靠近1.780.367 1.实验数据处理实验数据处理(1)纸带的取点原则纸带的取点原则如如图图所所示示，从从打打下下的的纸纸带带中中选选取取点点迹迹清清晰晰的的纸纸带带，舍舍掉掉开开始始比比较较密密集集的的点点迹迹，从从便便于于测测量量的的位位置置取取一一个个起起始始点点0，然然后后每每五五个个点点(或或者者说说每每隔隔四四个个点点)取取一一个个计计数数点点，分分别别记记为为1、2、3、4、5、这这样样每每两两个个计计数数点点之
9、之间间的的时时间间间间隔隔为为T0.1 s，计计算算比比较方便较方便数据处理与误差分析数据处理与误差分析(2)位移的测量引起误差位移的测量引起误差如如果果各各计计数数点点间间的的位位移移较较小小或或相相邻邻计计数数点点之之间间的的位位移移之之差差较较小小，位位移移测测量量的的相相对对误误差差就就会会较较大大，从从而而导导致致速速度度和和加加速速度度的测量误差较大的测量误差较大(3)计算方法的选用计算方法的选用求求加加速速度度的的几几种种方方法法中中，用用xaT2直直接接求求加加速速度度的的方方法法简简单单，但但误误差差较较大大，适适用用于于测测量量数数据据准准确确或或计计数数间间隔隔较较少少的
10、的情情况况；逐逐差差法法求求加加速速度度结结果果准准确确，误误差差较较小小，但但测测得得的的计计数数间间隔隔最最好好为为偶偶数数；图图象象法法求求加加速速度度科科学学性性强强、误误差差小小，适适用用于于所所测测数数据据的计数点间隔较多的情况的计数点间隔较多的情况(4)牵引小车的钩码数要适当牵引小车的钩码数要适当小小车车的的加加速速度度过过大大或或过过小小将将导导致致纸纸带带上上的的点点过过少少或或各各段段位位移移差差别别过过小小，从从而而产产生生较较大大的的测测量量误误差差加加速速度度的的大大小小以以能能在在约约50 cm的纸带上清晰地选取的纸带上清晰地选取67个计数点为宜个计数点为宜典题演示
11、典题演示2在做在做“研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动”的实验中：的实验中：(1)实实验验室室提提供供了了以以下下器器材材：打打点点计计时时器器、一一端端附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板、小小车车、纸纸带带、细细绳绳、钩钩码码、刻刻度度尺尺、导导线线、交交流流电电源源、复复写写纸纸、弹弹簧簧测测力力计计其其中中在在本本实实验验中中不不需需要要的的器器材材是是_弹簧测力计弹簧测力计(2)如如图图甲甲所所示示是是某某同同学学由由打打点点计计时时器器得得到到的的表表示示小小车车运运动动过过程程的的一一条条清清晰晰纸纸带带，纸纸带带上上两两相相邻邻计计数数点点间间还还有有四四个个点点没没有有画画出出
12、，打打点点计计时时器器打打点点的的时时间间间间隔隔T0.02 s，其其中中x17.05 cm、x27.68 cm、x38.33 cm、x48.95 cm、x59.61 cm、x610.26 cm.甲甲 0.864 0.928(3)以以A点点为为计计时时起起点点，在在坐坐标标图图乙乙中中画画出出小小车车的的速速度度时时间关系图线间关系图线乙乙(4)根根据据所所画画出出的的小小车车的的速速度度时时间间关关系系图图线线计计算算出出小小车车的加速度的加速度a_m/s2.(5)如如果果当当时时电电网网中中交交变变电电流流的的频频率率是是f49 Hz，而而做做实实验验的的同同学学并并不不知知道道，由由此此
13、引引起起的的系系统统误误差差将将使使加加速速度度的的测测量量值值比比实际值偏实际值偏_(填填“大大”或或“小小”)(0.620.01)大大(3)小车的速度小车的速度时间关系图线如图所示时间关系图线如图所示研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动，除除了了用用打打点点计计时时器器打打出出的的纸纸带带进进行行数数据据分分析析，还还可可以以通通过过频频闪闪照照相相法法、滴滴水水法法、光光电电门门等等方方法法进进行数据分析行数据分析实验的拓展与创新实验的拓展与创新(1)在实验中，下列做法中正确的有在实验中，下列做法中正确的有_A.电路中的电源只能选用交流电源电路中的电源只能选用交流电源B.实验前应将实验前
14、应将M调整到电磁铁的正下方调整到电磁铁的正下方C.用用直直尺尺测测量量电电磁磁铁铁下下端端到到M的的竖竖直直距距离离作作为为小小球球下下落落的的高度高度D.手动敲击手动敲击M的同时按下秒表开始计时的同时按下秒表开始计时(2)实实验验测测得得小小球球下下落落的的高高度度H1.980m,10个个小小球球下下落落的的总总时时间间T6.5s.可可求求出出重重力力加加速速度度g_m/s2.(结结果果保保留留两位有效数字两位有效数字)BD9.4(3)在在不不增增加加实实验验器器材材的的情情况况下下，请请提提出出减减小小实实验验误误差差的的两个办法两个办法【答答案案】增增加加小小球球下下落落的的高高度度；多
15、多次次重重复复实实验验，结结果果取取平平均值均值(其他答案只要合理也可其他答案只要合理也可)(4)某某同同学学考考虑虑到到电电磁磁铁铁在在每每次次断断电电后后需需要要时时间间t磁磁性性才才消消失失，因因此此，每每个个小小球球的的实实际际下下落落时时间间与与它它的的测测量量时时间间相相差差t，这这导导致致实实验验误误差差为为此此，他他分分别别取取高高度度H1和和H2，测测量量n个个小小球球下下落落的的总总时时间间T1和和T2.他他是是否否可可以以利利用用这这两两组组数数据据消消除除t对对实验结果的影响？实验结果的影响？请推导说明请推导说明【答案答案】可以消除可以消除t对实验结果的影响，推导过程略
16、对实验结果的影响，推导过程略1.(原原创创)小小明明用用图图甲甲所所示示的的装装置置来来探探究究物物体体做做匀匀变变速速直直线线运运动动的的规规律律，实实验验中中打打点点计计时时器器工工作作频频率率为为50 Hz，试试回回答答下下列列问题问题(以下结果保留三位有效数字以下结果保留三位有效数字)：甲甲(1)图图乙乙是是从从多多次次实实验验中中选选出出的的一一条条纸纸带带，在在纸纸带带上上选选择择起起始始点点O及及A、B、C、D和和E五五个个计计数数点点(O点点为为打打下下的的第第一一个个点点)，然然后后将将一一透透明明毫毫米米刻刻度度尺尺放放在在纸纸带带上上方方，可可获获得得各各计计数数点点到到
17、O的的距距离离s.则则计计数数点点C点点到到计计数数点点O点点的的距距离离为为sOC_ cm，打点计时器打下，打点计时器打下C点时小车的速度点时小车的速度vC_ m/s.乙乙 5.060.494丙丙 匀变速直线运动匀变速直线运动1.252.某某实实验验小小组组采采用用如如图图甲甲所所示示的的装装置置研研究究匀匀变变速速直直线线运运动动甲甲(1)电电磁磁打打点点计计时时器器用用的的是是低低压压_(填填“直直流流”或或“交流交流”)电源电源(2)该实验的部分步骤如下：该实验的部分步骤如下：a.在在小小车车中中放放入入砝砝码码，将将纸纸带带穿穿过过打打点点计计时时器器的的限限位位孔孔连连在小车后端，
18、用细线连接小车和钩码在小车后端，用细线连接小车和钩码b.将将小小车车停停在在打打点点计计时时器器附附近近，先先_，再再_，小小车车拖拖动动纸纸带带，打打点点计计时时器器在在纸纸带带上上打打下下一一系系列点，断开打点计时器的电源列点，断开打点计时器的电源c.改改变变钩钩码码或或小小车车中中砝砝码码的的数数量量，更更换换纸纸带带，重重复复b的的操操作作交流交流 接通电源接通电源释放小车释放小车实实验验连连续续打打了了一一系系列列点点的的某某条条纸纸带带如如图图乙乙所所示示，每每相相邻邻的的两两个个计计数数点点之之间间都都有有四四个个点点未未画画出出纸纸带带上上AB段段的的距距离离x1 _cm；小小
19、车车在在经经过过计计数数点点B时时的的速速度度大大小小是是_m/s，小小车车的的加加速速度度大大小小是是_m/s2.(后后两两空空计计算算结结果果保保留留两两位位有效数字有效数字)乙乙 2.000.210.20(3)如如果果当当时时电电网网中中交交变变电电流流的的频频率率是是f45 Hz，而而做做实实验验的的同同学学并并不不知知道道，那那么么加加速速度度的的测测量量值值与与实实际际值值相相比比_(填填“偏大偏大”“偏小偏小”或或“不变不变”)偏大偏大 用用游游标标卡卡尺尺测测出出挡挡光光片片的的宽宽度度d.按按图图甲甲安安装装好好器器材材，并并调调节节好好气气垫垫导导轨轨，使使气气垫垫导导轨轨
20、处处于于水水平平位位置置然然后后用用跨跨过过轻轻质质定定滑滑轮轮的的轻轻绳绳一一端端与与钩钩码码相相连连，另另一一端端与与滑滑块块相相连连，再再将将滑滑块块置于气垫导轨的左端，并用手按住滑块不动置于气垫导轨的左端，并用手按住滑块不动 调调整整轻轻质质滑滑轮轮，使使轻轻绳绳处处于于水水平平位位置置；从从气气垫垫导导轨轨上上的的刻刻度度尺尺上上读读出出滑滑块块与与光光电电门门之之间间的的距距离离s(钩钩码码到到地地面面的的高高度度大大于滑块与光电门之间的距离于滑块与光电门之间的距离)，同时记下滑块的初始位置，同时记下滑块的初始位置 由由静静止止释释放放滑滑块块，用用光光电电门门测测出出挡挡光光片片
21、经经过过光光电电门门的的时时间间t.将将滑滑块块重重新新置置于于初初始始位位置置，保保持持滑滑块块所所挂挂的的钩钩码码个个数数不不变变，改改变变光光电电门门的的位位置置从从而而改改变变滑滑块块与与光光电电门门之之间间的的距距离离s，多多次次重重复复步步骤骤.(每每次次实实验验重重物物到到地地面面的的高高度度大大于于滑滑块块与与光光电电门门之之间的距离间的距离)整理好多次实验中得到的实验数据整理好多次实验中得到的实验数据 0.520 0.270 4.(2015苏苏锡锡常常镇镇二二模模)某某研研究究性性学学习习小小组组用用图图甲甲所所示示装装置来测定当地重力加速度，主要操作如下：置来测定当地重力加
22、速度，主要操作如下：安安装装实实验验器器材材，调调节节试试管管夹夹(小小铁铁球球)、光光电电门门和和纸纸杯杯在在同一竖直线上同一竖直线上 打打开开试试管管夹夹，由由静静止止释释放放小小铁铁球球，用用光光电电计计时时器器记记录录小小铁铁球球在在两两个个光光电电门门间间的的运运动动时时间间t，并并用用刻刻度度尺尺(图图上上未未画画出出)测测量量出出两两个个光光电电门门之之间间的的高高度度h，计计算算出出小小铁铁球球通通过过两两光光电电门门间间的的平均速度平均速度v.保保持持光光电电门门1的的位位置置不不变变，改改变变光光电电门门2的的位位置置，重重复复的操作的操作.测出多组测出多组(h，t)，计算出对应的平均速度，计算出对应的平均速度v.画出画出v-t图象图象甲甲 乙乙(3)根根据据v-t图图象象，可可得得当当地地重重力力加加速速度度g_ m/s2，试试管管夹夹到到光光电电门门1的的距距离离约约为为_cm.(以以上上结结果均保留两位有效数字果均保留两位有效数字)9.7(9.59.9)6.2(5.96.6)