《2022年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗5 測定勻加速直線運動的加速度》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗5 測定勻加速直線運動的加速度（3頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022年高中物理 實驗手冊 第二部分 實驗5 測定勻加速直線運動的加速度 [實驗目的] 1.學習利用打點計時器測定計數(shù)點的即時速度和物體運動的加速度。 2.學習用逐差法處理實驗數(shù)據(jù)。 [實驗器材] 打點計時器，實驗電源，導線，長木板，小車，鉤碼，紙帶，刻度尺。 [實驗原理] 在紙帶上連續(xù)選取時間間隔為T的一列計數(shù)點A、B、C、D、E，見圖5-1。各點間距離分別為S1、S2、S3、S4 …… 各點所對應的速度為VA、VB、VC、VD …… A F D E C B S1 S2 S4 S3 S5 圖5－1 設物體做勻加速直線運動， 加速

2、度為a，根據(jù)加速直線運動的位移公式有： (1) (2) (1)+(2) 得出： (3) 即做勻加速直線運動的物體，在某段時間里的平均速度就等于它在這段時間內中間時刻的即時速度。 （1）－（2） 所以 （4） 其中ΔS是任意兩個連續(xù)的相等時間間隔內的位移之差。 由（4）式變形有： （5） 物體做勻加速直線運動時，a為常量，T是打點周期，也是常量，因此ΔS同樣為常量。測得某物體做變速運動時，其ΔS是常量，則說明物體做勻加速直線運動。 通過對（5）式的分析可以知道，當我們創(chuàng)造條件使物體做勻加速直線運動，如果通過

3、分析紙帶發(fā)現(xiàn)各個ΔS都相等，那么可以斷定物體做勻加速直線運動。如果ΔS不都相等，則可以斷定物體做的不是勻加速直線運動. 本實驗除利用（3）式求得各計數(shù)點的瞬時速度外，還要求用逐差法求出其加速度，詳見“實驗指導”部分。 [實驗指導] 1. 從能夠分辨點跡的位置開始選計數(shù)點。然后每間隔4個點選一個計數(shù)點。 2. 注意區(qū)分“位移d”，“相等時間間隔內的位移S”和“相等時間間隔內的位移差ΔS”。參見圖5-2，搞清d、S和ΔS的聯(lián)系與區(qū)別。 0 1 2 3 4 S1 S2 S2 S2 d4 d3 d2 d1 … … … … 圖5－2

4、3．測量時，先直接測量位移d的值，再間接計算出S的值，這樣可以減小零點誤差。 4．求加速度a的方法有三種： （1）利用公式 從數(shù)學上可以看出： 如果每一個a值都是由相鄰的兩個S相減后除以得出的，從上式中可以發(fā)現(xiàn)中間數(shù)據(jù)都沒有被充分利用。 （2）逐差法 由于 ① 同理 ② ③ ①、②、③式請學生自行證明。 這樣從①、②、③式可得到： 然后再取平均，可得到： 上述求加速度的方法稱為逐差法。用逐差法求加速度的平均值，可以充 分利用所測的數(shù)據(jù)，減少偶然誤差。 （3）利用已求出的瞬時

5、速度，按加速度的定義式求加速度 求平均時，考慮到充分利用實驗數(shù)據(jù)，同樣采用逐差法進行數(shù)據(jù)處理，如： [實驗步驟] 1. 像圖5-3那樣，附有滑輪的長木板平放在實驗桌上，使滑輪伸出桌面，打點計時器固定在木板的另一端，把一條細繩一端拴在小車上，跨過滑輪，另一端吊有適當?shù)你^碼，穿過打點計時器的紙帶固定在小車的后面。先讓小車停在靠近打點計時器的一端，接通電源，放開小車，待紙帶全部脫出，關閉電源。 圖5—3 2. 取下紙帶，找一個比較合適的點做為起點0，然后每間隔4個點選取一個計數(shù)點，計數(shù)點的時間間隔為0.1秒，如

6、圖5－2所示。 3. 用刻度尺間接測量各計數(shù)點間距離，由計數(shù)點的間距S，求加速度的大小。 4. 計算各點的瞬時速度，可以通過坐標紙畫出V—t圖象，找出直線的斜率，得出加速度a。 [問題思考] 1. 為了判斷本實驗的小車是否做勻加速直線運動， 可以利用上述紙帶上的S1、S2、S3等數(shù)據(jù)，看看是否符合S1：S2：S3 …… = 1：3：5 …… 的規(guī)律。這樣做能作出正確的判斷嗎? 為什么? 2. 證明公式 3. 圖5—4是某次實驗打出的一條紙帶，其中0，1，2，3，4為依次選定的計數(shù)點，根據(jù)圖中標出的數(shù)據(jù)，求第二個計數(shù)點的瞬時速度？ 28.80 0 1 2 3 4 3.20 12.80 d4 (cm) 圖5－4