9.测定匀变速直线运动的加速度.ppt

1 9测定匀变速直线运动的加速度 第一章运动的描述 一 实验目的 1 能熟练使用打点计时器操作本实验 2 会用图像法 逐差法处理纸带数据 并求其加速度 二 实验器材 打点计时器 交流电源 复写纸 纸带 导线 一端带有滑轮的长木板 小车 细绳 钩码 刻度尺 坐标纸 三 实验步骤 1 如图所示 把一端装有定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 两种方式均可实现小车在木板上匀加速直线运动 2 把细绳拴在小车上 并在另一端挂上适当的钩码 使之跨过定滑轮 调整装置 使小车能在长木板上平稳地加速滑行 细线应与长木板平行 3 把纸带穿过打点计时器 并将其一端固定在小车的后面 4 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 后放开小车 让小车拖着纸带运动 于是 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复实验三次 四 实验数据处理 实验原理 1 选取纸带 确定计数点并进行测量 1 在三条纸带中选择一条理想 点迹清晰 间距合理 的纸带 2 为了便于测量 一般舍掉开头一些过于密集的点迹 找一个适当的点作计时起点 0点 3 一般每打5个计时点取1个点作为计数点进行测量 如下图所示 相邻两计数点中间还有4个计时点 一定注意计时点与计数点的差别 计时点周期0 02s和计数点周期0 1s的差别 方法一 图像法 2 瞬时速度的计算 2 设计表格并记录相关数据 在坐标纸上 以速度v为纵轴 时间t为横轴建立直角坐标系 根据上表中的v t数据 在坐标轴上选择合适的标度 使图象分布在坐标系平面的大部分面积上 然后在直角坐标系中描点 如右图所示 最后根据这些点的分布趋向 用一条平滑的曲线 包括直线 连接这些点 并尽量让多数点落在曲线上 或直线 上 不在曲线 或直线 上的点均匀分布在曲线 或直线 两侧 偏离图像太远的点 误差大 舍去 3 作v t图象 注 求解时选取图像上较远的两点来计算 这两点可以是所描的两点 也可是通过坐标纸容易读出坐标值的两点 加速度的平均值 测量值 为 逐差法处理数据求加速度的 好处是各个数据都得到了利用 偶然误差较小 使计算结果更接近真实值 方法二 逐差法 1 六段等时位移 2 四段等时位移 3 二段等时位移 注 一般出现的是偶数段位移 但若出现奇数段位移 舍去较短的那段位移 再进行运算 1 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 2 应该是先接通电源 等打点稳定后 再释放小车 5 取下纸带前 先断开电源 3 如打出的点较轻或是短线时 应调整振针距复写纸的高度 五 注意事项 4 要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞 当小车到达滑轮前要及时用手按住它 6 每打好一条纸带 将定位轴上的复写纸换个位置 以保证打点清晰 8 不要分段测量各段位移 应尽可能地一次测量完毕 可先统一量出各计数点到计数起点O之间的距离 读数时应估读到毫米的下一位 7 选择一条理想的纸带 是指纸带上的点迹清晰 适当舍弃点密集部分 适当选取计数点 弄清楚所选的计数点间的时间间隔T等于多少秒 六 误差分析 1 使用电磁打点计时器测物体的运动速度 多处摩擦会影响物体的运动 如纸带与振针间的摩擦 纸带与限位孔间的摩擦 使用电火花计时器就可较好地避免这些摩擦 2 所使用的电源频率不稳定 导致计时误差 3 纸带上计数点间距离的测量带