物理实验—探究小车速度随时间变化的规律

探究小车速度随时间变化的规律

实验目的

1. 进一步熟悉打点计时器的原理和使用方法。

2. 学会利用纸带数据研究物体运动的方法。

   
   

实验器材

打点计时器，纸带若干，低压交流电源，小车，细绳，一端带有滑轮的长木板，钩码，刻度尺。

知识点整理

电磁打点计时器

电磁打点计时器是一种能够按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的仪器。它使用交流电源。由学生电源供电，工作电压在6V以下。当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。

电火花打点计时器

电火花打点计时器的原理与电磁打点计时器相同。它使用交流电源，工作电压是220V，当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点。

实验过程

1. 把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

2. 把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离。把纸带穿过限位孔，复写纸在压在纸带上，并把它的一端固定在小车后面。

3. 小车停在靠近打点计时器的位置，先接通打点计时器电源，在释放小车，小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一系列的小点。随机关闭电源

4. 重复两次。

注意事项

1.打点计时器纸带限位器要与长木板纵轴位置对齐再固定在长木板上，使纸带、小车、拉线和定滑轮在一条直线上。小车要选择在木板上运动不跑偏的车。 

2.使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，在释放纸带。

3.先开电源，后释放小车。释放小车前，应使小车停在靠近打点计时器的位置。 

4.纸带上的点先取零点和计数点进行编号再测距离，测距离要用长尺对齐各计数点读出各计数点间长度值。 

5..使用电火花打点计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘加在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸上面。

数据处理

列表法

纸带的选取：选择两条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点；确定零点，选取5-6个计数点，标上0、1、2、3、4、5 。

应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般相隔0.1s取一个计数点）

采集数据的方法：先量出各个计数点到计时零点的距离，然后再计算出相邻的两个计数点的距离。

不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点0之间的距离），读数时应估读到最小刻度（毫米）的下一位。

设计表格，利用第一章测量各计数点的瞬时速度的方法，算出数值并记入表格。

图象法

1.建系：以速度纵轴，时间为横轴，选择合适的标度（图象要尽可能布满坐标系），建立坐标系。

2.描点：观察和思考点的分布趋势。

3.拟合：从点的分布趋势看，描出的点都大致落在一条直线上。用直线拟合，让尽可能多的点处在直线上，不在直线上的点应对称地分布在直线两侧。

运用图像法求加速度（求图像的斜率）

习题演练

1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点周期为0.02s的计时器记录小车做匀变速直线运动的纸带如图所示，在纸带上选取0，1，2，3，4，5共6个计数点相邻两计数点之间还有四个点未画出。纸带旁并排放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零刻度和“0”对其。有图可以读出三个计数点1，3，5跟0点的距离d₁，d₂，d_3。

（1）读出距离d₁=1.20cm，d₂=     cm，d₃=     cm。

（2）计算小车通过计数点“2”时的瞬时速度V₂=    m/s

（3）小车的加速度a=     m/s²（结果保留两位有效数字）

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