实验一研究匀变速直线运动(对应学生用书)●实验目的1．练习使用打点计时器，会用打点纸带研究物体的运动情况．2．会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度．3．利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律，并能画出小车运动的v－t图象，根据图象求加速度．●实验原理1．判断物体运动情况(1)如果s1＝s2＝s3＝…则物体做匀速直线运动．(2)如果s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝k(常数)，则物体做匀变速直线运动．2．“平均速度法”求速度图1－4－1即vn＝eq\f(sn＋sn＋1,2T)，如图1－4－1所示．3．求加速度(1)“逐差法”求加速度，即a1＝eq\f(s4－s1,3T2)，a2＝eq\f(s5－s2,3T2)，a3＝eq\f(s6－s3,3T2)，然后取平均值，即eq\x\to(a)＝eq\f(a1＋a2＋a3,3)，这样使所给数据全部得到利用，以提高准确性．(2)“图象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多个点的速度，画出v－t图，直线的斜率即为加速度．●实验器材与装置图1－4－21．打点计时器的作用计时仪器，每隔0.02s打一次点．2．打点计时器的工作条件(1)电磁打点计时器：6V以下交流电源．(2)电火花计时器：220V交流电源．3．纸带上点的意义(1)表示和纸带相连的物体在不同时刻的位置．(2)通过研究纸带上各点之间的间隔，可以判断物体的运动情况．●注意事项1．平行：纸带、细绳要和长木板平行．2．靠近：释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置．3．一先一后：实验时应先接通电源，后释放小车；实验后先断开电源，后取下纸带．4．防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地，小车与滑轮碰撞．5．减小误差：小车另一端挂的钩码个数要适当，避免速度过大而使纸带上打的点太少，或者速度太小，使纸带上打的点过于密集．6．准确作图：在坐标纸上，纵、横轴选取合适的单位，仔细描点连线，不能连成折线，应作一条直线，让各点尽量落到这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧．●实验过程把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定在长木板上远离滑轮的一端，连接好电路；把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码；接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，随后立即关闭电源；重复实验得到多条纸带．●纸带处理从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个开始点，以后依次每五个点取一个计数点，确定好计数始点，并标明0、1、2、3、4…测量各计数点到0点的距离d，计算出相邻的计数点之间的距离s1、s2、s3…求出各计数点的速度vn，由vn数据作出v－t图象．●误差与改进钩码带动小车做加速运动时，因受摩擦等各方面的影响，致使小车加速度不恒定，即小车不能真正做匀加速直线运动．因此，可用阻力小的气垫导轨替代长木板，用频闪照相或光电计时的办法替代打点计时器，可避免由于电源频率不稳定，造成相邻两点间的时间间隔不完全相等，提高实验的精确度．(对应学生用书)用纸带法测速度、加速度(2012·山东高考)某同学利用图1－4－3甲所示的实验装置，探究物块在水平桌面上的运动规律．物块在重物的牵引下开始运动，重物落地后，物块再运动一段距离停在桌面上(尚未到达滑轮处)．从纸带上便于测量的点开始，每5个点取1个计数点，相邻计数点间的距离如图1－4－3乙所示．打点计时器电源的频率为50Hz.甲乙图1－4－3(1)通过分析纸带数据，可判断物块在两相邻计数点________________________________________________________________________和________之间某时刻开始减速．(2)计数点5对应的速度大小为________m/s，计数点6对应的速度大小为________m/s.(保留三位有效数字)(3)物块减速运动过程中加速度的大小为a＝________________________________________________________________________m/s2，若用eq\f(a,g)来计算物块与桌面间的动摩擦因数(g为重力加速度)，则计算结果比动摩擦因数的真实值________(填“偏大”或“偏小”)．【解析】(1)从计数点1到6相邻的相等时间内的位移差Δx≈2.00cm，在6、7计数点间的位移比5、6之间增加了(12.28－11.01)cm＝1.27cm＜2.00cm，因此，开始减速的时刻在计数点6和7之间．(2)计数点5对应