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測變速直線運動的平均速度

測變速直線運動的平均速度

【目的和要求】  觀察做變速運動的物體的運動特征,理解平均速度的物理意義。【儀器和器材】  節拍器(全班共用),鋼棒2根(直徑8毫米,長80厘米一100厘米,或用細木棒代替),高、低支架各1個,鋼球(直徑19毫米左右),墊塊,紅粉筆,刻度尺。【實驗方法】  1.安裝實驗器材。將兩根鋼棒的兩端分別插入高、低支架的兩孔中,然后將支架平放在實驗桌上,當鋼球放在高端兩棒之間時,鋼球會沿兩棒滾下,如圖19-1所示。

  2.訓練反應能力。教師首先調節節拍器每兩次響聲之間(每拍)的時間間隔為1秒。讓學生一只手在高端兩棒之間擋住鋼球,并隨著節拍器的響聲數5、4、3、2、1,數到0時放手讓小球滾下并接下去數1、2、3、……如此重復幾次,直到學生基本上能按上述要求與節拍器響聲同步為止。  教師然后調節節拍器每兩次響聲之間的時間間隔為0.75秒。按上述要求重復訓練幾次,要求學生能基本上達到與節拍器響聲同步反應。這對于今后做其他實驗是有益的。  3.調節小球滾動的快慢。用墊塊調整支架的高度,使鋼球滾到接近低端時節拍數為整數,例如第8拍,并在該拍時鋼球經過的位置用粉筆做一個記號。  4.觀察小球運動情況。可看到小球沿兩棒越滾越快,開始時速度為0,滾到末端時速度最大。按方法2中的要求重新數著拍子并讓小球從0拍開始滾下,在第4拍時小球經過的位置用粉筆做個記號。當小球在8拍內滾完全程時,比較第0拍至第4拍間小球運動的路程和第4拍至第8拍間小球運動的路程長短,可發現在相同的時間內,后半段的路程較長,說明小球在做變速直線運動。  5.測量變速直線運動的時間和路程。將節拍器每拍的時間間隔定為1秒,用刻度尺測量小球在第0拍至第4拍間的路程以及第4拍至第8拍間的路程,連同兩段路程相應的時間,填入表1.9-1中。  6.節拍器每拍的時間間隔仍為1秒,記下第5拍時小球經過的位置。用刻度尺測量小球在第0拍至第5拍間運動的路程以及第5拍至第8拍間運動的路程,連同兩段路程相應的時間,填入表1.9-1中。

實驗次數

第一段路程

節拍數

時間(秒)

路程(厘米)

平均速度(厘米/秒)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第二段路程

全程平均速度(厘米/秒)

節拍數

時間(秒)

路程(厘米)

平均速度(厘米/秒)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        7.節拍器每拍的時間間隔改為0.75秒。重新用墊塊調整支架的高度,調節小球滾動的快慢,使鋼球滾到接近低端時仍為8拍,用粉筆記下第8拍的位置。然后讓小球從高端滾下,記下小球在第4拍時所經過的位置,用刻度尺測量小球前4拍和后4拍所經過的路程,連同相應的節拍數和時間填入上表中。  8.同方法7,記下小球從高端滾下時數8拍所經過的位置,用刻度尺測量小球前6拍和后2拍所經過的路程,連同相應的節拍數和時間填入上表中。  9.計算平均速度,分析實驗結果。  由平均速度公式 計算出上表中各段路程的平均速度和全程的平均速度。由實驗結果可以看出:

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