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  同步课程 - 物理 - 高考物理 - 浏览课程 - 实验:如何快速、准确地处理匀变速直线运动的纸带  
实验:如何快速、准确地处理匀变速直线运动的纸带
http://www.ksbs.cn  2007/11/18 10:57:27  浏览人次:3506

如何快速、准确地处理匀变速直线运动的纸带

有关"研究匀变速运动"的实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤和注意事项在这里就不再赘述,现在主要研讨对已打出"研究匀变速运动"的纸带,如何快速、准确地求出匀变速运动的加速度a值和纸带上任意一点的速度V值,使求得的加速度a值和速度V值的误差更小。
一般为了减小误差,在处理纸带时多用逐差法处理,但计算处理不简捷。
逐差法处理是这样的:如下图所示:




相邻计数点间的距离分别为,两计数点间的时间间隔为为T,根据ΔS=aT2 
  有:S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3aT2
同理:S5-S2=S6-S3=3aT2
求出 ,  ,  
再算出a1、a2、a3的平均值:
以上方法比较麻烦,若给出的段数为3段、5段或7段时,就不便计算加速度的平均值,可把以上方法略作变形,加以总结推广如下:
由上式得:  即若给出6段,则用后三段之和减去前三段之和,再除以三段的时间的平方,即为所求的加速度的值。
总结推广:
(1)、若给出的段数为3段、5段、7段或9段的奇数段,则去掉最小的一段,再按段数平分为两大段,用后一大段的总长度减去前一大段的总长度,然后除以相应的一大段所对应的时间的平方,即为所求的加速度a的值。
去掉最小段的原理是:我们在打点计时器打出的纸带上取计数点的目的就是为了增大测量段的长度,以减小测量长度时带来的误差,所以可去掉最小的一段。
(2)若给出的段数为偶数段,直接把总段数分成段数相等的两大段,用后一段的总长度减去前一大段的总长度,再除以一大段的时间的平方,即为所求的加速度a值。
 求出的加速度a值准确后,计算某点的速度自然就准确了。


例题1:如图所示,某同学在做"研究匀变速直线运动"实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离,打点计时器的电源频率为50Hz。由这些数据计算:




①        该匀变速直线运动的加速度a的大小。
②与纸带上D点相对应的瞬时速度v为多大?(要求保留3位有效数字)
解析:①由题知:
   ②
   为减小误差,计算D点的速度时,应尽可能用D点两边最长的长度BF来除以4T,而不要用CD间的长度除以2T。

例题2:在做"研究匀变速直线运动"的实验中,打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz,选择打点清晰记录小车做匀变速运动的纸带,在纸带上分别用0-E标注6个计数点,相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来。







①该匀变速直线运动的加速度a的大小。
②与纸带上D点相对应的瞬时速度v为多大?(要求保留4位有效数字)
解析:①由题知:去掉最小的一段7.50cm ,把剩余的四段分为SAC段和SCE段,
      
  ②


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所属分类:物理 - 高考物理   所属专题:  责任编辑:王观旭
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chenshenghong2008/12/30 16:10:50 认为:
cha
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