题目:探究自由落体运动
实验目的:
1. 验证自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动;
2. 学会使用打点计时器测量物体下落的时间。
实验器材:
1. 打点计时器;
2. 纸带;
3. 刻度尺;
4. 重物;
5. 电源。
实验步骤:
1. 把打点计时器竖直固定在桌面上,注意调整纸带夹的位置,使纸带可以均匀穿过两个定滑轮;
2. 将重物用细绳挂在定滑轮下,连接纸带;
3. 打开电源,释放重物,观察纸带上打出的点;
4. 改变重物下落的高度,重复以上步骤多次。
实验数据记录:
1. 根据纸带上的点,测量各段位移和时间,填入下表:
| 序号 | 时间(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. 根据公式v=at和h=1/2gt²,计算各段平均速度和高度差。
例题:
假设某同学在实验中,测得重物在各段平均速度如下表:
序号 时间(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
根据上述数据,可以求出重物下落的时间为______s。解题思路:根据平均速度公式v=at,可得到时间t=v/a,其中a为加速度,可根据实验数据求出。在本题中,已知各段平均速度和对应的位移差,可求出加速度a,再代入公式t=v/a即可求出时间。具体解题过程略。
注意事项:
1. 注意调整纸带夹的位置,使纸带可以均匀穿过两个定滑轮;
2. 在释放重物前要关闭电源;
3. 重物下落时要保持竖直状态;
4. 多次测量取平均值以减小误差。
题目:探究自由落体运动
实验目的:通过实验探究自由落体运动的规律。
实验器材:打点计时器、重锤、纸带、刻度尺。
实验步骤:
1. 将重锤固定在打点计时器下方,调整打点计时器的位置,使其自由下落。
2. 启动打点计时器,记录重锤自由下落的运动情况。
3. 测量打点计时器打出的纸带上的点迹间距,并计算出重锤下落的高度差。
4. 根据实验数据,分析自由落体运动的规律。
例题:
题目:一个质量为m的物体从高度为h的斜面顶端自由滑下,斜面的倾角为θ。求物体在下滑过程中的加速度。
解析:物体在下滑过程中受到重力、支持力和摩擦力,但支持力和摩擦力可以忽略不计。根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
a = gsinθ
其中,$g$为重力加速度。因此,物体在下滑过程中的加速度为$gsin\theta$。
北京高一物理实验题目:
实验名称:探究自由落体运动规律
实验目的:通过实验,了解自由落体运动的基本规律,学会运用自由落体运动公式进行计算。
实验器材:打点计时器、重锤、纸带、刻度尺。
实验步骤:
1. 将重锤固定在打点计时器下方,并启动电源。
2. 将纸带穿过打点计时器,并与重锤相连。
3. 将重锤提升至一定高度,释放重锤,记录纸带上的点。
4. 根据纸带上的点,分析自由落体运动的基本规律。
实验记录表格:
| 序号 | 时间(s) | 距离(cm) |
| --- | --- | --- |
| 1 | x1 | y1 |
| 2 | x2 | y2 |
| ... | ... | ... |
实验结果分析:根据纸带上的数据,可以得出自由落体运动的公式:$h = \frac{1}{2}gt^{2}$,其中$h$为下落距离,$g$为重力加速度,$t$为下落时间。通过分析数据,可以发现自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
相关例题和常见问题:
例题:一个物体从高为10米,下落时间为5秒,求物体下落的平均速度和落地时的速度大小。
解答:根据自由落体运动公式,可求得物体下落的平均速度为:$\frac{1}{2}gt = \frac{1}{2} \times 9.8 \times 5 = 24.5m/s$;落地时的速度大小为:$v = gt = 9.8 \times 5 = 49m/s$。
常见问题:自由落体运动公式中的$g$值是否恒定?如何测量重力加速度的大小?自由落体运动是否适用于所有情况?自由落体运动的初速度是否为零?
