普通高中学生实验指导 实验三 研究自由落体运动的规律 物理必修第一册通用版

参考答案
参考答案
实验一练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度
基础知识
2.220交流50Hz0.02s电火花计时器
实验过程
1.(1)交变周期性50H0.02s(或0)0.02s
(2)220V50Hz0.02s
巩固提升
1.BCD解析:电磁打点计时器需要复写纸,电火花计时器不需要复写纸,选项A错误;实验时
应先接通电源,再拉动纸带,可在纸带上打出更多的点,纸带的利用率更高,选项B正确:拉动
纸带的方向与限位孔平行可减小摩擦,选项C正确:打点计时器不能长时间连续工作,选项D
正确。选项B、C、D正确。
2.C
3.AB解析:打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以通过数点就知道时间间隔,故选项A正
确;位移利用刻度尺直接测量两点之间的距离即可得出,故选项B正确;瞬时速度需要通过匀变
速直线运动的推论求出,故选项C错误;平均速度的求解需要运用物理公式,故选项D错误。
4.AC解析:复写纸应套在纸带上面,选项A错误;电磁打点计时器使用4~6V的低压交流
电源,选项B正确;应该先接通电源,再牵动纸带,选项C错误;选项D是测平均速度的一种
方法,选项D正确。
5.D解析:纸带甲、乙、丙位移相同,甲、乙有4个时间间隔,丙有5个时间间隔,故甲、乙平均
速度较大;甲、乙与丁相比,同为4格,丁的位移大,而时间相同,故丁的平均速度大于甲、乙的
平均速度,故丁的平均速度最大。
6.BC
7.C解析:在0~4s内,物体沿正方向做匀加速直线运动,末速度为8m/s,故选项A错误;在
4~一6s内,物体沿正方向做匀减速直线运动,末速度为0,故选项B错误:6~7s物体沿反方
向做匀加速直线运动,末速度为4m/s,故选项C正确:7一8s物体沿反方向做匀加速直线运
动,末速度为0,故选项D错误。
8.B解析:从打第1个点到第5个点的时间间隔为1=0.02×48=0.08s,0=三-20X10
t0.02X4m/s=
2.50m/s,故选项B正确。通常说每隔4个点取1个计数点和每5个点取1个计数点,其相邻计数
点间的时间间隔都为5×0.02s=0.1s.
9.(1)220V交流电源
(2)放电针墨粉纸盘10.02
(3)墨粉纸盘可很好地转动,均匀地被使用纸带运动阻力很小
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10.(1)数据如下表:
位置
1
2
3
4
5
v/(m·s-1)1.201.000.800.600.40
(2)小车的速度一时间图像如图所示。从图像中可以看出,小车的速度均匀变小。
4m·8
1.8
1.2
0.6
00[4塔0.120.160206
解析:计算速度时要特别注意长度单位的换算。作图像时,要使尽可能多的点落在直线上,
不在直线上的点要均匀分布在直线两侧
11.0.10m/s0.27m/s
解析:由于遮光板通过光电门的时间很短,可以认为滑块在这很短的时间内做匀速运动,也
就是说用这段时间内的平均速度代表瞬时速度。
由0-得到=003
0.03
-0.29m/s≈0.10m/s,-0.7m/s≈0.27m/s.
实验二探究小车速度随时间变化的规律
基础知识
1.220V交流0.02s
2.密集减小误差0.1s
3.十x
2T
4.(2)v-t图像(3)加速度
反思总结
2.根据纸带数据分析运动性质,通常是先由,=十工1求出各计数点的瞬时速
2T
度,即一段时间的平均速度表示中间时刻的瞬时速度,再作。-t图像分析。
巩固提升
1.ACD解析:利用点迹清晰、点与点间隔适当的那部分纸带进行测量、计算可诚小测量误差。
用光滑程度、平整程度相同的长木板做实验可以减小因速度变化不均匀带来的误差。故正确
选项是A,C、D。
点评:实验误差来源的分析是探究实验中的重要内容,也是改进实验乃至设计实验的一个不
可缺少的部分,因此,我们在今后的各种实验中要重视误差的分析。
72实验三
实验三
研究自由落体运动的规律
实验目标
1.知道自由落体运动的条件。
2.研究自由落体运动的性质。
3.学习一种测量重力加速度的方法。
基础知识
1.自由落体运动
(1)条件:初速度:
,受力:
(2)实质:=0、a=g的
运动。
(3)研究方法:打点计时器或频闪照相。
(4)严格地讲,只有在
中才能发生自由落体运动。
(5)在有空气的空间里,当空气阻力对运动的影响可以忽略不计时,即物体所
受的重力远大于
时,物体下落的运动可以近似看作
2.自由落体加速度g
(1)定义:在同一地点,一切物体在自由落体运动中的
都相同,这个加
速度叫作自由落体加速度,又叫重力加速度,符号为g。自由落体加速度的方向总

的。
(2)g的数值:在地球上的同一个地方,g的值
,在地球上的不同地方g
的值

g值随高度增大而
随纬度增大而
在通常的计算中
g取
粗略计算时g取
【实验材料】
打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台、几个质量不同的重物、
夹子、低压交流电源、毫米刻度尺
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实验过程
(1)如图所示,把打点计时器竖直固定在铁架台上,连接好电源。
计器
纸带
接电源而铁火
(2)取大约0.6m长的纸带一条,把纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,用
挂有重物的夹子夹住,用手把纸带的另一端竖直提起,使夹子停靠贴近在打点计时
器的下端。
(3)接通电源开头,果断松开纸带,让重物自由下落,打点计时器在纸带上打出
一系列计时点。
(4)从夹子上取下纸带,观察纸带上的计时点是否清晰,如果不够清晰,再重复
实验。
(5)挑选点迹清晰的纸带,舍弃前面点迹密集的部分,从点迹间隔合适的地方
开始取测量点0,随后,每隔1个(或2个)计时点为一个测量点,分别标注1、2、…,
这样,测量点之间的时间间隔△t=0.04s(或△t=0.06s)。
(6)用刻度尺测量出各个测量点到0的距离。
(7)整理实验仪器。
(8)选择求证重物运动性质的方法,并进行证明。
(9)确定求物体下落加速度的方法,计算加速度。
反思总结
(1)为了减少空气阻力的影响,重物应选密度大、体积小的物体,如铁锤等。
(2)打点计时器应竖直固定好,使其两限位孔在同一竖直平面内,以减小重物
带着纸带下落时所受的阻力作用。
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实验三
(3)实验时,手应提着纸带的最上端,且让纸带处于竖直状态,以减小阻力
作用。
(4)重物应靠近打点计时器释放,且要先接通打点计时器的电源,再放手让重
物下落。
(5)选点迹清晰且在一条直线上的纸带进行测量。
典型例题
例(多选)某同学仿照“探究小车速度随时间变化的规律”这一实验,利用如
图所示的装置测量重物做自由落体运动的加速度。对该实验装置及其操作的要
求,下列说法正确的是
(
打点计时器
夹子
白重物
A.电磁打点计时器应接不高于6V的交流电源
B.打点计时器的两个限位孔应在同一竖直平面内
C.重物最好选用密度较小的材料,如泡沫塑料
D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止
E.操作时,应先放开纸带后接通电源
F.为了减小误差,应重复多次实验,在打出的纸带中挑选一条最清晰的
G,为了便于测量,一定要找到打点计时器打下的第一个点,并选取其以后各连
续的点作为计数点
【解析】电磁打,点计时器应该接在4一6V的交流电源上,选项A正确;打点计
时器的两个限位孔应在同一竖直平面内,以减小摩擦力的影响,选项B正确;重物
最好选用密度较大的材料,来减小阻力的影响,选项C错误;开始时应使重物靠近
打点计时器处并保持静止,先接通电源,再释放纸带,选项D正确,选项E错误;为
了减小误差,应重复实验多次,在打出的纸带中挑选一条最清晰的进行测量,选项F
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