實(shí)驗(yàn)一研究勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．練習(xí)正確使用打點(diǎn)計(jì)時器．2．會利用紙帶求勻變速直線運(yùn)動的瞬時速度、加速度．3．會利用紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律，并能畫出小車運(yùn)動的v－t圖象，根據(jù)圖象求加速度．實(shí)驗(yàn)原理1.2.實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)1．平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行．2．兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶．3．防止碰撞：在到達(dá)長木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞．4．減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜．5．紙帶選取

選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，舍棄點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)．6．準(zhǔn)確作圖

在坐標(biāo)紙上，縱、橫軸選取合適的單位(避免所描點(diǎn)過密或過疏，而導(dǎo)致誤差過大)，仔細(xì)描點(diǎn)連線，不能連成折線，應(yīng)作一條直線，讓各點(diǎn)盡量落到這條直線上，落不到直線上的各點(diǎn)應(yīng)均勻分布在直線的兩側(cè)．熱點(diǎn)一刻度尺的讀數(shù)【典例1】

如圖1所示，用毫米刻度尺測量紙帶中的計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為________mm,0、2之間的距離為________mm,2、3之間的距離為________mm.圖1解析毫米刻度尺的最小刻度為1mm，讀數(shù)時要估讀到毫米的下一位．計(jì)數(shù)點(diǎn)0、1之間的距離為8.9mm(9.0mm也可)，若讀成8.90mm或9mm都是錯誤的；0、2之間的距離為19.5mm,2、3之間的距離為12.5mm(32.0mm－19.5mm)．答案8.9(9.0也可)19.512.5刻度尺的讀數(shù)應(yīng)注意(1)刻度尺讀數(shù)時要使刻度線緊貼被測物體，眼睛正對刻度線讀數(shù)．(2)毫米刻度尺的精確度為1mm，讀數(shù)時要估讀到最小刻度的下一位．【跟蹤短訓(xùn)】1．(2013·浙江卷，21)如圖2所示，裝置甲中掛有小桶的細(xì)線繞過定滑輪，固定在小車上；裝置乙中橡皮筋的一端固定在導(dǎo)軌的左端，另一端系在小車上．一同學(xué)用裝置甲和乙分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)正確操作獲得兩條紙帶①和②，紙帶上的a、b、c……均為打點(diǎn)計(jì)時器打出的點(diǎn)．圖2(1)任選一條紙帶讀出b、c兩點(diǎn)間距離為________；(3)圖中________(填選項(xiàng)字母).A.兩條紙帶均為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得B．兩條紙帶均為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得C．紙帶①為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得D．紙帶①為用裝置乙實(shí)驗(yàn)所得，紙帶②為用裝置甲實(shí)驗(yàn)所得答案(1)2.10cm或2.40cm(±0.05cm，有效數(shù)字位數(shù)正確)(2)1.13m/s或1.25m/s(±0.05m/s，有效數(shù)字位數(shù)不作要求)小于(3)C熱點(diǎn)二紙帶數(shù)據(jù)處理【典例2】

[2013·廣東卷，34(1)]研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置如圖3(a)所示，其中斜面傾角θ可調(diào)．打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50Hz.紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖(b)所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個記錄點(diǎn)未畫出．圖3(1)部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶B．接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時器工作穩(wěn)定后放開小車C．將小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時器附近，小車尾部與紙帶相連D．把打點(diǎn)計(jì)時器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：__________(用字母填寫)．(2)圖(b)中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時間間隔T＝______s.(3)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時速度大小計(jì)算式為v5＝________.(4)為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a＝________.1．利用紙帶判定物體運(yùn)動的性質(zhì) (1)若s1、s2、s3…基本相等，則可判定物體在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)做勻速直線運(yùn)動． (2)利用s1、s2、s3…可以計(jì)算出在相鄰相等時間間隔內(nèi)物體的位移差 s2－s1、s3－s2、s4－s3…，如果它們在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，則可以判定物體做勻變速直線運(yùn)動．2．計(jì)算點(diǎn)間的距離 計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的給定有兩種：相鄰點(diǎn)間距離和各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，計(jì)算時后者要先轉(zhuǎn)換為前者，如框圖所示．3．常見錯誤 對紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，常見的錯誤有：(1)誤認(rèn)為T＝0.02s，沒有注意到圖中相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有幾個點(diǎn)沒畫出．(2)沒有進(jìn)行單位換算，圖中各數(shù)據(jù)的單位都是cm，應(yīng)當(dāng)換算為m.【跟蹤短訓(xùn)】2．[2012·山東卷，21(1)]某同學(xué)利用圖4甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動規(guī)律．物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上(尚未到達(dá)滑輪處)．從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取1個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示．打點(diǎn)計(jì)時器電源的頻率為50Hz.圖4(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷物塊在兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)________和________之間某時刻開始減速．(2)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的速度大小為________m/s，計(jì)數(shù)點(diǎn)6對應(yīng)的速度大小為______m/s.(保留三位有效數(shù)字)(3)物塊減速運(yùn)動過程中加速度的大小為a＝________m/s2.答案(1)67(或76)(2)1.001.20(3)2.00【典例3】

(2013·江蘇卷·11)某興趣小組利用自由落體運(yùn)動測定重力加速度，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示．傾斜的球槽中放有若干個小鐵球，閉合開關(guān)K，電磁鐵吸住第1個小球．手動敲擊彈性金屬片M，M與觸頭瞬間分開，第1個小球開始下落，M迅速恢復(fù)，電磁鐵又吸住第2個小球．當(dāng)?shù)?個小球撞擊M時，M與觸頭分開，第2個小球開始下落……這樣，就可測出多個小球下落的總時間．圖5(1)在實(shí)驗(yàn)中，下列做法正確的有________．A．電路中的電源只能選用交流電源B．實(shí)驗(yàn)前應(yīng)將M調(diào)整到電磁鐵的正下方C．用直尺測量電磁鐵下端到M的豎直距離作為小球下落的高度D．手動敲擊M的同時按下秒表開始計(jì)時(2)實(shí)驗(yàn)測得小球下落的高度H＝1.980m,10個小球下落的總時間T＝6.5s．可求出重力加速度g＝________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(3)在不增加實(shí)驗(yàn)器材的情況下，請?zhí)岢鰷p小實(shí)驗(yàn)誤差的兩個辦法．(4)某同學(xué)考慮到電磁鐵在每次斷電后需要時間Δt磁性才消失，因此，每個小球的實(shí)際下落時間與它的測量時間相差Δt，這導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差．為此，他分別取高度H1和H2，測量n個小球下落的總時間T1和T2.他是否可以利用這兩組數(shù)據(jù)消除Δt對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響？請推導(dǎo)說明．答案(1)BD(2)9.4(3)增加小球下落的高度；多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果取平均值．(其他答案只要合理也可)(4)可以消除Δt對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，推導(dǎo)過程見解析【探究跟蹤】 (1)在DIS系統(tǒng)中，光電門測量的是運(yùn)動物 體擋光時間內(nèi)的平均速度，因?yàn)閾豕馄^ 窄，所以可看作測量的是瞬時速度．為了 測量做勻變速直線運(yùn)動的小車的加速度， 將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上， 如圖6所示．當(dāng)小車做勻變速運(yùn)動經(jīng)過光電門時，測得A、B先后擋光的時間分別為Δt1和Δt2，A、B開始擋光時刻的間隔為t，則A、B先后經(jīng)過光電門時的速度分別為________，________；小車的加速度a＝________.圖6(2)如圖7所示為用打點(diǎn)計(jì)時器研究小車運(yùn)動情況的裝置：實(shí)驗(yàn)時由靜止釋放鉤碼，小車開始做勻加速直線運(yùn)動，在小車進(jìn)入布面前鉤碼已經(jīng)落地了，小車在平玻璃板上做勻速直線運(yùn)動，后來在布面上做勻減速直線運(yùn)動，所打出的紙帶的一部分如圖8所示，紙帶上相鄰兩點(diǎn)對應(yīng)的時間間隔為T＝0.0