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《实验：探究小车速度随时间变化的规律》讲义

第二章匀变速直线运动的研究

实验：探究小车随时间变化的规律

物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。——普朗克

如何研究一个物体运动规律？

（知道物体在不同时刻的速度）

如何知道物体在不同时刻的速度？用什么仪器可以测得？

（打点计时器）

一实验目的

探究小车速度随时间的变化规律，

学习运用实验研究物理运动规律的方法

二实验原理

通过观察打点计时器在纸带上打出的点迹，这些点迹不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置.

研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况.

三实验器材

学生电源，刻度尺

钩码

小车

细绳

纸带

打点计时器

一端附有定滑轮的长木板

四实验步骤

⑴把附有滑轮的长木板放在实验桌上；将细绳绕过滑轮并使滑轮伸出桌面；把打点计时器固定，连接好电路。

⑵将纸带穿过打点计时器，连在小车后面。在小车的另一端通过细绳挂上钩码。

⑶先接通电源，然后放开小车，让小车拖着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源。

⑷更换纸带，重复做三次。

五注意事项

1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器

2.先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源

3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它

4.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，或加速度太小使各段位移无法区别，从而使误差增大

六处理的纸带

舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始,每五个计时点取一个计数点；

取六个点，依次标号为0，1，2，3，4，5

0.10s

0.10s

过于密集/不清晰的点

处理的纸带

例：求3这个计数点的速度：

△t为多少?

数据处理：列表法

小车的瞬时速度随时间增大而增大，即小车的瞬时速度与时间大致成正比。

思考:小车的具体运动规律是什么?

--

0.201

0.280

0.432

0.355

0.512

同理，可求出另外两条纸带的情况

数据处理:图象法

①根据所得数据，选择合适的标度建立直角坐标系（图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积）

②根据所得数据描出各点的位置（描点法）,观察和思考各点的分布规律

描绘小车的vIt图

描绘图象：各点的分布大致都落在一条直线上，我们可以推断：如果没有实验误差的理想情况下，所描出的各点应全部落到这条直线上。因此，画直线时，让尽可能多的点处在这条直线上，其余均匀分布，去掉偏差太大的点。

哪一种方法更好？

如何利用vIt图求加速度

①取任意两组数据求出Δv和Δt，然后代入求解。

②在v—t图象上取一段时间Δt（尽量取大一些），找出Δt对应的Δv，代入求解。

（画图时让不在直线上的点尽可能等量地分布在直线两侧，就是为了使偏大或偏小的误差尽可能地抵消，所以图象也是减小误差的一种手段，也就是说应该用图象上的点，而不是用实验所得到的数据）

七自主探究

．粘贴纸带看能否反映物体的运动规律：选择一条打点清晰的纸带，标上计数点，然后将纸带每隔相同时间间隔从计数点处剪下，连续剪下4～5段，分别排列在预先贴有双面胶带的小黑板上，排列时要求底边对齐.如图所示，纸带的排列成“阶梯”状.那么，请你讨论这样处理能不能反映物体的运动规律？亲自动手实践一下.