題目:探究自由落體運動
實驗目的:
1. 驗證自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動;
2. 學會使用打點計時器測量物體下落的時間。
實驗器材:
1. 打點計時器;
2. 紙帶;
3. 刻度尺;
4. 重物;
5. 電源。
實驗步驟:
1. 把打點計時器豎直固定在桌面上,注意調整紙帶夾的位置,使紙帶可以均勻穿過兩個定滑輪;
2. 將重物用細繩掛在定滑輪下,連接紙帶;
3. 打開電源,釋放重物,觀察紙帶上打出的點;
4. 改變重物下落的高度,重復以上步驟多次。
實驗數據記錄:
1. 根據紙帶上的點,測量各段位移和時間,填入下表:
| 序號 | 時間(s)| 高度差(cm)| 平均速度(cm/s)|
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | x1 | y1 | v1 |
| 2 | x2-x1 | y2-y1 | (v2-v1)/t |
| ... | ... | ... | ... |
| n | xn-xn-1 | yn-yn-1 | (vn-vn-1)/t |
2. 根據公式v=at和h=1/2gt2,計算各段平均速度和高度差。
例題:
假設某同學在實驗中,測得重物在各段平均速度如下表:
序號 時間(s) 高度差(cm) 平均速度(cm/s)
1 0.75 25 0.375
2 1.5 56 0.375
3 2.25 87 0.467
4 3.0 136 0.467
根據上述數據,可以求出重物下落的時間為______s。解題思路:根據平均速度公式v=at,可得到時間t=v/a,其中a為加速度,可根據實驗數據求出。在本題中,已知各段平均速度和對應的位移差,可求出加速度a,再代入公式t=v/a即可求出時間。具體解題過程略。
注意事項:
1. 注意調整紙帶夾的位置,使紙帶可以均勻穿過兩個定滑輪;
2. 在釋放重物前要關閉電源;
3. 重物下落時要保持豎直狀態;
4. 多次測量取平均值以減小誤差。
題目:探究自由落體運動
實驗目的:通過實驗探究自由落體運動的規律。
實驗器材:打點計時器、重錘、紙帶、刻度尺。
實驗步驟:
1. 將重錘固定在打點計時器下方,調整打點計時器的位置,使其自由下落。
2. 啟動打點計時器,記錄重錘自由下落的運動情況。
3. 測量打點計時器打出的紙帶上的點跡間距,并計算出重錘下落的高度差。
4. 根據實驗數據,分析自由落體運動的規律。
例題:
題目:一個質量為m的物體從高度為h的斜面頂端自由滑下,斜面的傾角為θ。求物體在下滑過程中的加速度。
解析:物體在下滑過程中受到重力、支持力和摩擦力,但支持力和摩擦力可以忽略不計。根據牛頓第二定律,物體的加速度為:
a = gsinθ
其中,$g$為重力加速度。因此,物體在下滑過程中的加速度為$gsin\theta$。
北京高一物理實驗題目:
實驗名稱:探究自由落體運動規律
實驗目的:通過實驗,了解自由落體運動的基本規律,學會運用自由落體運動公式進行計算。
實驗器材:打點計時器、重錘、紙帶、刻度尺。
實驗步驟:
1. 將重錘固定在打點計時器下方,并啟動電源。
2. 將紙帶穿過打點計時器,并與重錘相連。
3. 將重錘提升至一定高度,釋放重錘,記錄紙帶上的點。
4. 根據紙帶上的點,分析自由落體運動的基本規律。
實驗記錄表格:
| 序號 | 時間(s) | 距離(cm) |
| --- | --- | --- |
| 1 | x1 | y1 |
| 2 | x2 | y2 |
| ... | ... | ... |
實驗結果分析:根據紙帶上的數據,可以得出自由落體運動的公式:$h = \frac{1}{2}gt^{2}$,其中$h$為下落距離,$g$為重力加速度,$t$為下落時間。通過分析數據,可以發現自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。
相關例題和常見問題:
例題:一個物體從高為10米,下落時間為5秒,求物體下落的平均速度和落地時的速度大小。
解答:根據自由落體運動公式,可求得物體下落的平均速度為:$\frac{1}{2}gt = \frac{1}{2} \times 9.8 \times 5 = 24.5m/s$;落地時的速度大小為:$v = gt = 9.8 \times 5 = 49m/s$。
常見問題:自由落體運動公式中的$g$值是否恒定?如何測量重力加速度的大小?自由落體運動是否適用于所有情況?自由落體運動的初速度是否為零?
