高中物理知識點:實驗:探究小車速度隨時間變化的規(guī)律

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)


實驗目的:
1、練習使用打點計時器,學習利用打上點的紙帶研究物體的運動。
2、學習用打點計時器測定即時速度和加速度。


實驗原理:
1、打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,它每隔0.02s打一次點(由于電源頻率是50Hz),因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置,研究紙帶上點之間的間隔,就可以了解物體運動的情況。
2、由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法:如圖所示,0、1、2……為時間間隔相等的各計數(shù)點,s1、s2、s3、……為相鄰兩計數(shù)點間的距離,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)的位移之差為恒量,則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。



3、由紙帶求物體運動加速度的方法:
①用“逐差法”求加速度:即根據(jù)s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2(T為相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔)求出a1=、a2=、a3=,再算出a1、a2、a3
②用v-t圖法:即先根據(jù)vn=求出打第n點時紙帶的瞬時速度,后作出v-t圖線,圖線的斜率即為物體運動的加速度。


實驗器材:
小車,細繩,鉤碼,一端附有定滑輪的長木板,打點計時器,低壓交流電源,導線兩根,紙帶,米尺。


實驗步驟:
1、把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上,并使滑輪伸出桌面,把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端,連接好電路,如圖所示;



2、把一條細繩拴在小車上,細繩跨過滑輪,并在細繩的另一端掛上合適的鉤碼,試放手后,小車能在長木板上平穩(wěn)地加速滑行一段距離,把紙帶穿過打點計時器,并把它的一端固定在小車的后面;
3、把小車停在靠近打點計時器處,先接通電源,再放開小車,讓小車運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點,取下紙帶,換上新紙帶,重復實驗三次;
4、選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開頭的比較密集的點子,確定好計數(shù)始點0,標明計數(shù)點,正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各計數(shù)點對應的速度,作v-t圖線,求得直線的斜率即為物體運動的加速度。


注意事項:
1、開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器。
2、應該先接通電源,再釋放小車,當小車到達滑輪前及時用手按住。
3、先斷開電源,再取下紙帶。
4、對于電磁打點計時器,如打出的點較輕或是短線時,應調(diào)整振針距復寫紙的高度。
5、選擇一條理想的紙帶,是指紙帶上的點跡清晰,適當舍棄點密集部分,適當選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別),弄清楚所選的時間間隔T等于(n-1)t。
6、每打好一條紙帶,將定位軸上的復寫紙換個位置,以保證打點清晰(注意此項只對于電磁打點計時器才適用)。
7、不要分段測量各段位移,應一次測出各計數(shù)點與0計數(shù)點的距離,再逐個計算x1、x2、x3…,讀數(shù)時應估讀到0.1mm。
8、盡可能保證小車做勻加速直線運動的方法是:
①細繩盡可能與板面保持平行;
②滑輪和車輪靈活;
③長木板表面粗糙程度、紙帶與打點計時器之間的摩擦基本保持一致。



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