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实验一、研究匀变速直线运动（测定匀变速直线运动的加速度）
原理：
逐差法
求解加速度 (或者其它变式)
求‘‘’’ 两计数点之间的距离（第n个和n-1个计数点之间的距离）
求“T” 任意两计数点之间的时间（一般是50Hz, 对应的时间是0.02秒，但不一定是计数点）
二、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)，电源（220V或者4-6V）、刻度尺、纸带、复写纸片（取决于计时器）、一端附有滑轮的长木板，小车、细绳、钩码、导线
注意：电火花计时器不需要复写纸片，火花留下痕迹，而电磁计时器靠振针振动在复写纸上留下痕迹。
三、实验步骤
1.按照实验装置图，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源:
2.把一细线系在小车上，细线绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面;
3.把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车;
4.小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带:
5.换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析。
四、注意事项
1、纸带打完后及时断开电源。
2、应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔4个轨迹点选1个计数点，选取的记数点不少于6个(即每隔5个时间间隔取一个计数点)，是为求加速度时便于计算。
3、平行: 纸带和细绳要和木板平行
4、两先两后:实验中应先接通电源，后让小车运动;实验完毕应先断开电源后取纸带.
常见计算问题
1、求解任意一计数点对应的瞬时速度
2、“逐差法“求加速度
（1）偶数个计数点时
（2）奇数个计数点时
1．（2021·江苏·盐城市田家炳中学高二期中）打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题：
（1）如图A、B是两种打点计时器的图片，其中A是_________打点计时器，B是_________打点计时器；
（2）打点计时器使用的电源为_________（选填交流或直流）电源；
（3）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是__________；
A．先接通电源，后让纸带运动
B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源
D．先让纸带运动或先接通电源都可以
（4）如果当时电网中交变电流的频率稍有增大，频率从50Hz变成了60Hz，而做实验的同学并不知道，仍按照50Hz进行数据处理，那么速度的测量值与实际值相比_________。（选填：偏大、偏小、不变）
2．（2020·全国·模拟预测）某同学利用如图1所的实验装置“探究小车速度随时间变化的规律”。
（1）下列有关本实验的说法正确的是__________。（填正确答案标号）
A．应选用输出电压稳定性能好的直流电源
B．应先接通电源再释放小车，纸带通过打点计时器后，要及时关闭电源
C．开始实验之前，要平衡小车和木板之间的摩擦力
D．处理纸带上数据时必须以打点计时器打的第一个点作为第一计数点
E.在数据处理时，常用表格法和图象法
（2）如图2所示是某同学在实验中得到的一条纸带，打点计时器工作电压的频率为，0、1、2、3、4是计数点，每相邻的两个计数点之间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距s1=1.40cm,s2=1.89cm,s3=2.88cm,s4=3.39cm,s5=3.88cm,s6=4.37cm。请完成下列问题：（以下计算结果保留两位有效数字）
①上图纸带中相邻的两个计数点之间的时间间隔_____s；
②根据图中数据计算打下点4时的瞬时速度=_____ 。
③根据测得的各点的瞬时速度，作出速度随时间变化的图象如图3所示，由图象可知，小车的速度随时间________（填“是”或“不是”）线性变化；该纸带运动的平均加速度为_____ 。
3．（2023·辽宁·模拟预测）某同学选用如图所示的装置做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验，电源的频率为50Hz。
（1）他做完实验后，写出了如下的操作步骤：
A．把电火花打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，并连接在直流电源上
B．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码
D．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E．把小车停在靠近打点计时器处，放开小车，接通电源，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次
F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离
G．根据公式求出加速度
其中，有错的两个步骤序号分别是
①______，改正为___________________________ ②______，改正为___________________________
（2）该同学根据打出的纸带认为不用计算就能直接得到的物理量有两个，请帮他选( )
A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度
（3）该同学选出了一条点迹清晰的纸带，并根据纸带上的点，标出了如图所示的计数点，其中两相邻计数点间还有4个点未画出，x1＝7.05 cm，x2＝7.68 cm，x3＝8.33 cm，x4＝8.95 cm，x5＝9.61 cm，x6＝10.26 cm。下表列出了打点计时器打下B、C、E、F时小车的瞬时速度，请计算出打点计时器打下D点时小车的瞬时速度vD=_________m/s。（结果保留三位有效数字）
位置 B C D E F
速度（m/s） 0.737 0.801 0.928 0.994
（4）利用该纸带求加速度的公式为a=_____________________ ，代入数据后得a=________ m/s2。（结果保留两位有效数字）
4．（2021·河北·邢台一中模拟预测）物理小组的同学利用如图甲所示的装置“研究匀变速直线运动”。
（1）下列操作必须的是________。
A．把木板右端适当垫高，以平衡摩擦
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行
C．小车的质量要远大于重物的质量
D．实验时要先接通电源再释放小车
（2）打点计时器接通频率为50赫兹的交流电，规范操作实验得到如图乙所示的一条纸带，小组的同学在纸带上每5个点选取1个计数点，依次标记为A、B、C、D、E。测量时发现B点已经模糊不清，于是他们测得AC长为14.56cm、CD长为11.15cm、DE长为13.73cm，则小车运动的加速度大小为________m/s2，A、B间的距离应为________cm（均保留三位有效数字）。
（3）如果当时电网中交变电流的电压变成210V，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
5．（2022·安徽·滁州市第四中学模拟预测）在研究小车做匀变速直线运动的实验中，使用了下图所示的装置:
（1）在该实验中，下列做法正确的是______。
A．先使小车运动，再接通电源 B．该实验需要平衡摩擦力
C．打点计时器可以使用6 V的直流学生电源 D．将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
（2）如图所示为某同学在某次实验中打出纸带的一部分，纸带上的A、B、C为三个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，A、B间的距离x1，A、C间的距离x2，则打B点时小车的速度vB=______，纸带的加速度a=______ （用 x1、x2和T表示），
（3）若打点计时器实际工作频率偏大，则根据表达式和题中数据计算出vB的结果比实际值______ （填“相等”“偏大”或“偏小”）。
（4）若打点计时器额定电压为220 V，而实际使用的电源电压为225 V，则（2）中得出的速度与物体速度的真实值相比将会______ （填“偏大”“偏小”或“没有影响"）。
利用光电门测加速度
7．（2022·重庆·模拟预测）某学习小组利用图1所示装置测量小球做自由落体运动的加速度。请回答下列问题：
（1）用游标卡尺测量小球的直径d时示数如图2所示，则其读数为________mm；
（2）将小球从A处由静止释放，数字计时器记录下小球通过光电门的挡光时间为，用刻度尺测得A与光电门间的高度差，则小球通过光电门时的速度大小为________m/s，小球下落过程中的加速度大小为_________。（结果均保留三位有效数字）
8．（2022·全国·模拟预测）如图甲，某同学利用滑块在气垫导轨上的运动测量当地的重力加速度，所用器材有：水平桌面上的气垫导轨、上方安装有遮光片的滑块、数字计时器、安装在气垫导轨上的两个光电门A、B等。实验步骤如下：
（1）实验前需将气垫导轨调节水平。调节时，开动气泵，将滑块置于导轨上，轻推滑块，若________，则可确定气垫导轨水平。
（2）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图乙所示，d=________mm。
（3）测得水平导轨下方左、右两支点间的距离为l，在导轨左支点下加一高度为h的垫块，让滑块从导轨顶端滑下，记录遮光片经过A、B两光电门的时间Δt1、Δt2及遮光片从A运动到B所用的时间t12，可求出重力加速度g=________。（用题中给出的物理量符号表示）
9．（2022·山东·模拟预测）某兴趣小组利用如图甲所示的实验装置测量重力加速度。一个四边都为d的等宽“口”字型铁片、一个光电门和游标卡尺等器材。
（1）如图乙，用游标卡尺测得“口”字型铁片遮光宽度d=3.30mm，该读数是游标尺中第6格刻度线与主尺第___________mm刻度线对齐得到的；
（2）测出铁片上下两边中线间距离L（L d）；
（3）用丝线将铁片悬挂于光电门正上方，让铁片平面与光电门发射接收方向垂直，烧断悬线，铁片自由下落；
（4）读出铁片通过光电门时第一次挡光时间Δt1和第二次挡光时间Δt2；
（5）“口”形铁片下边通过光电门的速度近似为v=___________（用L、d、Δt1、Δt2中的字母表示）
（6）由此可测得当地的重力加速度g=___________（用L、d、Δt1、Δt2中的字母表示）。
10．（2022·重庆市育才中学二模）一个小球沿斜面向下运动，用每隔 s曝光一次的频闪相机拍摄不同时刻小球位置的照片，如图所示，即照片上出现的相邻两个小球的像之间的时间间隔为s ，测得小球在几个连续相等时间内位移数据见下表。
x1（cm） x2（cm） x3（cm） x4（cm）
8.20 9.31 10.43 11.53
（1）第3个小球像的速度为___________ m/s，小球运动的加速度为___________m/s2（结果均保留位有效数字）；
（2）在测量小球相邻位置间距时由于实验者读数产生的误差是___________误差。（填“偶然”或“系统”）

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