第一讲 实验 研究匀变直线运动第一讲 实验 研究匀变速直线运动.doc

第一讲 实验 研究匀变速直线运动 一、打点计时器 1．电磁打点计时器使用交流电压为 4V～6V的电源，当电源涉率是50Hz时，它每隔 0.02s 打一个点． 2．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s 打一个点． 二、纸带的数据记录 1．取点的原则：从打下的纸带中选取点迹清晰的纸带，舍掉开始比较密集的点迹，以便于测量位置取一个计数点A，然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示，取一个计数点B、C、D?.这样每两个计数点间的时间间隔为T＝0.1s，计算比较方便． 速度即vn＝ sn＋sn＋1 2T 速度，再作出v－t图象，图线的斜率即为做匀变速直线运动物体的加速度． 四、实验器材 电火花计时器或电磁打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸． 五、实验步骤 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，如图所示． 2．从纸带读取长度的方法：利用毫米刻度尺．测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、 s4、s5、s6?.由于毫米刻度尺的最小刻度是mm，读数 时必须估读到mm的下一位 ． 三、实验原理 1．利用纸带判断物体是否做匀变速直线运动的方法 设s1、s2、s3??为纸带上相邻两个计数点之间的距离，若Δs＝s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝??＝常数，即连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体做匀变速直线运动． 2．由纸带求物体运动加速度的方法 (1)逐差法：根据s4－s1＝s5－s2＝s6－s3＝3aT，求a1、 2 2．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，并在绳的另一端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器(纸带要放在复写纸下面)，并把纸带的一端固定在小车的后面． 3．把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点．取下纸带，换上新纸带，重复实验三次． 4．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头一些较密集的点，在后边便于测量的地方找一个开始点，为了???量方便和减少误差，通常不用每打一次点的时间作为时间的单位，而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T＝0.02s×5＝0.1s ，在选好的开始点下标明A，依次标为B、C、D、E??(这些点叫做计数点)． 5．一般要测出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6. 6．根据测量结果，利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a1、a2、a3的值，(注意T＝0.1s)求出a1、a2、 a2、a3，再算出a1、a2、a3的平均值即为我们所求的匀 变速直线运动物体的加速度． 设T为相邻两计数点之间的时间间隔，则 s4－s1s5－s2s6－s3 a12a2＝2，a3＝2 3T3T3T 加速度的平均值为a＝ a1＋a2＋a3 3 “逐差法”求加速度的目的是尽可能多地使用我们测量的数据s1、s2、s3??，以减小偶然误差． (2)用v－t图象求加速度：根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均 1 a3的平均值，就是小车做匀变速直线运动的加速度． 六、注意事项 1．要在钩码落地处放置软垫或砂箱，防止撞坏钩码． 2．要在小车到达滑轮前用手按住它或放置泡沫塑料挡板，防止车掉在地上或撞坏滑轮． 3．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器． 4．应该先接通电源，待打点计时器工作稳定后，再释放小车． 5．小车另一端所挂的钩码个数要适当，避免加速度过大而使纸带上打的点太少，或者加速度太小，使各段位移无多大区别． 6．选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰．适当舍弃点子密集部分，适当选取计数点(计数点和计时点有区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒． 七、误差分析 本实验中误差来源于s和T.由于电源频率很稳定，所以打点时间T的误差可忽略不计．在用毫米刻度尺测量s时，要求眼睛正对刻度尺． 【特别提醒】除了每两计数点间逐段测量长度s1、s2、s3?外，还可让刻度尺的零刻度对准第一个计数点0，分别测出各计数点1、2、3?到0点的距离d1、d2、d3?，此时用vn＝ dn＋1－dn－1 来求各点的瞬时速度． 2T 3．实验器材 方木板、白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套(两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个)． 4．实验步骤 ①用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上． ②用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套． ③用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下 O 点的位置及此时两