實驗紙帶分析常用方法及規律

2021-03-25 12:17:44 字數 2087 閱讀 7000

用打點計時器研究物體的運動規律是中學物理常用的方法,要**物體運動規律,就要分析打出的紙帶,紙帶分析時要做的工作一般有:

1.判定物體的運動性質

(1)若紙帶上各相鄰點間距相等,則物體做勻速運動.

(2)若相鄰計數點時間間隔為t,計算各個連續相等時間內位移的差δx,若δx=at2(恒量),則物體做勻變速直線運動.

2.某點瞬時速度的計算

根據在勻變速直線運動中,某段時間內的平均速度等於該段時間中點時刻的瞬時速度:vn=即n點的瞬時速度等於(n-1)點和(n+1)點間的平均速度.

3.加速度的計算

由於物體做勻變速運動,所以滿足在連續相等的時間間隔內位移差相等,即δx=at2可得a=.但利用乙個δx求得的加速度偶然誤差太大,為了減小實驗中的偶然誤差,分析紙帶時,紙帶上的各段位移最好都用上,方法如下:

例1、如果紙帶上測得連續6個相同時間t內的位移s1、s2、s3、s4、s5、s6,如圖2-2所示.,求加速度a

圖2-2

例2、如圖2-3所示,某同學在做「研究勻變速直線運動」實驗中,由打點計時器得到表示小車運動過程的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計數點的時間間隔為t=0.10 s,其中s1= 7.05 cm、s2=7.

68 cm、s3=8.33 cm、s4=8.95 cm、s5=9.

61 cm、s6=10.26 cm,則a點處瞬時速度的大小是m/s,小車運動的加速度計算表示式為加速度的大小是m/s2(計算結果保留兩位有效數字).

4、利用v--t圖象測加速度

(1)先把紙帶每隔0.1 s剪斷,得到6個短紙條.再把這些紙條併排貼在一張紙上,使這些紙條下端對齊,作為時間座標軸.標出時間.最後將紙條上端中心連線起來,於是得到v一t圖象,如圖2—1—8所示.

(2)因為我們是把每段紙帶長當作縱座標口值,把紙頻寬當作時間間隔,那麼紙帶的面積在數值上應等於該時間段內的位移,即v一t圖線在該時間段內梯形的面積,才符合v一t圖.而兩小三角形面積全等,可由此方法得到v一t圖象. .

(3)用求直線斜率得加速度值 .

1. 關於「測定勻變速直線運動加速度」實驗的操作,下列說法中錯誤的是

a.長木板不能側向傾斜,也不能一端高一端低

b.在釋放小車前,小車應靠近打點計時器

c.應先接通電源,待打點計時器開始打點後再釋放小車

d.要在小車達到定滑輪前使小車停止運動

2.在研究勻變速直線運動的實驗中,按實驗進行的先後順序,將步驟代號填在橫線上

a.把穿過打點計時器的紙帶固定在小車後面

b.把打點計時器固定在木板上沒有定滑輪的一端,並連好電源

c.換上新的紙帶,再重做兩次

d.把長木板平放在實驗桌上,並使滑輪伸出桌面

e.先使小車停在靠近打點計時器處,再接通電源,後釋放小車,讓小車運動

f.把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下邊掛著合適的鉤碼

g.斷開電源,取出紙帶

3.某同學在用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度時,得到了如下圖所示的紙帶,從o點開始,每隔兩個計時點取乙個記數點,則每兩個相鄰記數點間的時間間隔為s,測得oa=3.20cm,de=9.

72cm,則物體運動的加速度為m/s2.

4.在「研究勻變速直線運動」的實驗中,如圖所示是一次記錄小車運動情況的紙帶,圖中a、b、c、d、e為相鄰的計數點,相鄰計數點間還有四個點未畫出。

(1)根據可以判定小車做勻加速動動.

(2)根據運動學有關公式可求得vbm/s,vcm/s,vdm/s,

(3)利用求得的數值做出小車的v-t圖線(以打a點開始記時),並根據圖線求出a=_______m/s2.

(4)將圖線延長與縱軸相交,交點的速度是______m/s,此速度的物理意義是_____

5.利用打點計時器測定勻加速直線運動的小車的加速度.下圖給出了該次實驗中,從o點開始每5個點取乙個計數點的紙帶,其中o、1、2、3、4、5、6都為記數點.

測得相鄰計數點的距離依次為s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.

38cm,s4=2.88cm,s5=3.39cm,s6=3.

87cm.

(1)在計時器打出點1、2、3、4、5時,小車的速度分別為:v1cm/s,v2cm/s,v3cm/s,v4cm/s,v5cm/s.

(2)作出速度-時間影象,並由影象求出小車的加速度acm/s2.

專題 紙帶分析常用方法及規律

研究紙帶需解決的有三個核心問題 一 物體的運動情況判斷。1.點跡密集的地方表示紙帶運動的速度小,點稀疏的地方表示速度大。2.若點與點之間的距離相等,就可判斷物體做勻速運動,若點與點間距越來越大,則物體做加速運動,反之做減速運動,並且相鄰相等時間間隔位移差為定值時,物體做勻變速運動。設紙帶上相鄰點之間...

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