1、实验一：研究匀变速直线运动1实验原理：研究物体做匀变速直线运动，最基本的是测出位移和时间的关系，运用匀变速直线运动的规律，对纸带数据进行处理2器材与装置(1)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、纸带、米尺、细绳、复写纸片(2)装置：按图 S11 所示安装实验仪器，让带有纸带的小车在重物的拉动下运动，分析实验所得的纸带图S113注意事项(1)开始时要把小车停在打点计时器处，再让小车运动，以便在纸带上打下足够的点(2)先接通电源再放开小车(3)选择点迹清晰的纸带，在纸带上选择点间间隔较大的一段内的点作为计数点，并做好标记供分析用(4)将纸带平放在水平桌面
2、上，用米尺测量任一计数点到基准点间的距离并做好记录(分段测量会增大误差)(5)小车的加速度宜适当大些，可以减小长度测量误差，一般能在约 50 cm 的纸带上清楚取 78 个计数点为宜(6)纸带运动时不要让纸带与打点计时器的限位孔摩擦4实验技巧(1)纸带选择：从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清晰的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点 O 作为基准点，然后每 5 个点取一个计数点(或者说每隔 4 个点取一个计数点)A、B、C、这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是 0.1 s，便于计算，并测出相邻计数点间的距离 s1、s2、s3(2)判断物体运动的性质：利用 s1、s2
3、、s3可以计算相邻相等时间内的位移差 s2s1、s3s2、s4s3如果各s 的差值不等于零且相差较小，可认为它们是相等的，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动方法三：利用 vt 图象求加速度求出 A、B、C、D、E、F 各点的即时速度，画出如图 S12 所示的 vt 图线，图线的斜率就是加速度 a.图S121(双选)图S13所示的是同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知()图S13A在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大B在打下计数点“0”至“5”的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小C纸带甲的加速度比乙的大D纸带甲的加速度比乙的小答案：BD2图S14是某同学测量匀变速
4、直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔 4 个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果所接电源是频率为 50 Hz 的交流电图S14(1)两个相邻计数点间的时间间隔：t_s.(2)物体的加速度的计算式：a_，加速度 a_m/s2.(3)计算打下计数点 B 时小车的速度：vB_m/s.3(2012 年广州一模)图S15 是某同学做“研究匀变速直线运动”实验时获得的一条纸带(1)打点计时器电源频率为50 Hz.A、B、C、D、E、F、G是纸带上 7 个连续的点，F点由于不清晰而未画出试根据纸带上的数据，推测 F点的位置并在纸带上标出，算出对应的速度vF_m/s
5、(计算结果保留两位有效数字)图S15(2)图 S16 是某同学根据纸带上的数据，作出的vt图象根据图象可得 t 0 时的速度 v0 _m/s，加速度 a _m/s2(计算结果保留两位有效数字)图 S16答案：(1)如图 2 所示7.0101 m/s(2)2.01015.0图2vF题型 利用纸带求物体的加速度和瞬时速度【例题】(2010 年重庆卷)某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率 f50 Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔 4 个点取 1 个计数点因保存不当，纸带被污染，如图 S17 所示，A、B、C、D 是依次排列的 4个计数点，仅能读出其中 3 个计数点到
6、零点的距离：sA16.6 mm，sB126.5 mm，sD624.5 mm.图S17若无法再做实验，可由以上信息推知：(1)相邻两计数点的时间间隔为_s；(2)打 C 点时物体的速度大小为_m/s(结果保留两位有效数字)；(3)物体的加速度大小为_(用 sA、sB、sD 和 f 表示)1(广东六校2012 届高三联考)图S18所示为在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取05六个点，测出15各点到0点的距离如图S18所示图S18(1)由纸带可判定小车做_运动(2)若小车做匀变速直线运动，那么当打计数点 3 时小车的速度为_m
7、/s,小车的加速度大小为_m/s2.(结果保留三位有效数字)答案：(1)匀减速直线(2)0.504 1.502(2011 年广州调研)实验室常用的电磁式打点计时器用的是低压_(填“直流”或“交流”)电源某次实验连续打了一系列点的纸带如图 S19 所示，由此可以判断，这段纸带的运动属于_(填“匀速”或“匀变速”)直线运动，纸带上 AB 段运动的时间 t_ s，AB 段的平均速度 v _ m/s(结果保留三位有效数字)图 S19答案：交流 匀变速 0.08 1.15易错点用“逐差法”求加速度【例题】某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上
8、确定了 A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点(每隔4个点取 1 个计数点)，其相邻点间的距离如图 S110 所示打点计时器每隔 0.02 s 打一次点图S110根据以上数据：(1)计算出小车运动的加速度为 a_m/s2；(2)计算出打下 D 点时小车的瞬时速度 vD_m/s；(3)计算出打下 A 点时小车的瞬时速度 vA_m/s.(以上计算结果均保留两位小数)错因分析：没有用“逐差法”求加速度，而是用平均法，最后只用到了s6 和s1，六个实验数据只有两个被使用，偶然误差太大，这种方法不可取，应该用“逐差法”；在计算A点速度时，误认为A点为整个纸带上的第一个点，而A点只是从纸带中取得的一
9、个较清晰的点，并不是初速度为零的那一点指点迷津：关于给出多段数据的纸带，在求解加速度时，一般会有三种想法：一是只选择里边的两小段计算，这种方法不能用的原因是没有充分利用数据，误差较大；第二种是每两组算出一个加速度，再求平均值，这样会把中间的数据都约掉，也不可取；三是逐差法，这种方法可以把所有的实验数据使用上，偶然误差小，是科学的计算加速度的方法1某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动他将打点计时器接到频率为 50 Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带如图S111所示他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明 A，第六个点下标明 B，第十一个点下标明 C，第十六个点下标明 D，
10、第二十一个点下标明 E.测量时发现 B 点已模糊不清，于是他测得 AC 长为14.56 cm，CD长为11.15 cm，DE 长为 13.73 cm，则打 C 点时小车的瞬时速度大小为_m/s，小车运动的加速度大小为_m/s2，AB 的距离应为_cm.(结果保留三位有效数字)图S111答案：0.986 2.58 5.991(2011年广东卷)图S112是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用 a 表示图S112(1)OD 之间的距离为_cm.(2)图 S113 是根据实验数据绘出的st 2 图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表
11、示_，其大小为_m/s2(保留三位有效数字)图S1132(2010年广东卷)图S114是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带图S114(1)已知打点计时器电源频率为 50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为_(2)A、B、C、D 是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出从图 S114 中读出 A、B 两点间距 s_；C 点对应的速度是_(计算结果保留三位有效数字)答案：(1)0.02 s (2)0.70 cm 0.100 m/s3(2010 年全国卷)利用图 S115 中所示的装置可以研究自由落体运动实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落打点计时器会在纸带上打出一系列的小点图S115(1)为了测得重物下落的加速度，还需要的实验器材有_(填入正确选项前的字母)A天平B秒表C米尺(2)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：_.答案：(1)C(2)打点计时器与纸带之间存在摩擦
