21探究小车速度随时间变化的规律

1、 一、实验目的1.1.练习使用打点计时器，学会用打练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。上点的纸带研究物体的运动。 2.2.掌握判断物体是否做匀变速运动掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。的方法。 3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。 二、实验仪器 电磁打点计时器；纸带；复写电磁打点计时器；纸带；复写纸片；纸片；低压交流电源低压交流电源；小车；细绳；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；一端附有滑轮的长木板；刻度尺刻度尺；钩码；导线钩码；导线 注意注意: :区分电火花打点计时器区分电火花打点计时器-交流电压交流电压220V220V三.实验设计实验原理示意

2、图 四、实验原理1.1.了解了解打点计时器打点计时器. .(1)(1)一种使用一种使用交流电源交流电源的的计时仪器计时仪器，它每隔，它每隔0.02s0.02s打一个点（由于打一个点（由于电源频率电源频率是是50Hz50Hz）。）。 (2) (2) 纸带上的纸带上的点表示点表示了相应运动物体在不同时了相应运动物体在不同时刻的刻的位置位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。了解物体运动的情况。 五.实验注意点1固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置。2滑轮不能过高,细绳应与木板平行.3小车应由紧靠打点计时器处开始释放，在撞击长木板末端前应让小

3、车停止运动,防止小车从板上掉下来。4先接通电源，后让纸带运动。5打点结束后立即关闭电源。 六、实验步骤1.1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使滑轮伸出桌面，固定打点计时器在长木板上，连接滑轮伸出桌面，固定打点计时器在长木板上，连接好电路。好电路。2.2.把细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的把细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，另一端挂上合适的钩码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。并把它的一端固定在小车后面。 3.3.把把小车停在靠近打点计时器处小车停在靠近打点计时器处，接

4、通电源后，放开接通电源后，放开小车小车，打出一条纸带，取下纸带，换上新纸带，重复，打出一条纸带，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。实验三次。 4.4.选择一条比较理想的纸带，选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的舍掉开头的比较密集的点点，确定计数始点，表明，确定计数始点，表明计数点计数点，测量两点间的距离，测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用并把测量结果填入表中，用逐差法逐差法求出加速度的值，求出加速度的值，最后求其最后求其平均值平均值，做，做v-tv-t图象，求得直线的图象，求得直线的斜率斜率即为即为物体运动的加速度。物体运动的加速度。 由纸带由纸带判断物体做匀变速直线运动判断

5、物体做匀变速直线运动的方法：的方法： 如图所示，如图所示，0 0、1 1、22为时间间隔相等的各计数为时间间隔相等的各计数点，点，S S1 1、S S2 2、S S3 3为相邻两计数点之间的距离，若为相邻两计数点之间的距离，若S= SS= S2 2S S1 1=C=C（常数），即若（常数），即若两连续相等的时两连续相等的时间间隔间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为运动为匀变速运动匀变速运动。 1 2 3 4 50S1S2S3S4S5七、纸带处理S =aT2 由纸带由纸带求物体运动加速度求物体运动加速度的方法：的方法： (3)(3)用用“逐

6、差法逐差法”求加速度。求加速度。 根据根据S S4 4S S1 1= S= S5 5S S2 2= S= S6 6S S3 3=3aT=3aT2 2（T T为相邻两计数点之间的时间间隔）为相邻两计数点之间的时间间隔）(2)(2)用用v-tv-t图象法图象法：即先求出每个点的瞬时速度，：即先求出每个点的瞬时速度，后做出后做出v-tv-t图，图线的斜率即为物体运动的加速度。图，图线的斜率即为物体运动的加速度。 1 2 3 4 50S1S2S3S4S53432SSvT65432129SSSSSSaT(1)求平均值法。求平均值法。例题：小车牵引纸带沿斜面下滑，用打点计时器打出的例题：小车牵引纸带沿斜面

7、下滑，用打点计时器打出的纸带如下。已知打点周期为纸带如下。已知打点周期为0.02 s。根据纸带提供的数据。根据纸带提供的数据填写表格并求出平均加速度，作出填写表格并求出平均加速度，作出v-t图象。图象。分段分段第第1段段第第2段段第第3段段第第4段段第第5段段第第6段段时间时间t/s0-0.10.1-0.20.2-0.30.3-0.40.4-0.50.5-0.6各段位移各段位移x/m1.4510-22.4510-23.5510-24.5510-25.6010-26.6510-2平均速度平均速度v/（ms-1）1.4510-12.4510-13.5510-14.5510-15.6010-16.6

8、510-1相邻段12段23段34段45段56段加速度a/（ms-2）1234522aaaaa51.01.11.01.051.05m /s5=1.04 m /sa平均加速度平均加速度1.01.11.01.05 1.05（1）平均值法）平均值法（2）用）用图像法图像法求加速度求加速度求斜率求斜率21vvvatt6543212-2229(6.65+5.60+4.55-3.55-1.45-2.45) 10 9 0.11.04/SSSSSSaTm s（3 3）用）用“逐差法逐差法”求加速度求加速度. .注：在以后做题目的时候，在没有特别说明的情况下，就用逐差法。例例1. 研究小车的匀变速直线运动。将打点

9、计时器接到研究小车的匀变速直线运动。将打点计时器接到频率为频率为50 Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带。每的交流电源上，实验时得到一条纸带。每隔隔5 5个时间间隔作为一个计时点。测量时发现个时间间隔作为一个计时点。测量时发现B点已模糊点已模糊不清，于是他测得不清，于是他测得AC长为长为14.56 cm ，CD长为长为11.15cm ，DE长为长为13.73 cm ，则打，则打C点时小车的瞬时速度大小为点时小车的瞬时速度大小为_m/ /s, ,小车运动的加速度大小为小车运动的加速度大小为 ms2 ，AB的距离应为的距离应为 cm 。( (保留三位有效数字保留三位有效数字) )ABCDE5.992.580.986例题2：一条如图所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6都为共7个记数点。0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出，测得相邻计数点的距离依次为S11.40cm，S21.90cm，S3