第1节 实验:探究小车速度随时间变化的规律
一、实验目的
1.进一步练习使用打点计时器,通过打出的纸带测量瞬时速度。 2.通过实验获取数据,利用图像处理实验数据。 3.通过数据分析得出小车速度随时间变化的规律。 二、实验设计
1.实验方案:如图所示,把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上,铝板上放一小车,小车一端连接穿过打点计时器的纸带,另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动,通过研究纸带上的信息,探究小车的速度随时间的变化规律。
2.实验原理 (1)计算瞬时速度
使用毫米刻度尺测量每个计数点与第一个计数点间的距离,得出每相邻两个计数点间的距离Δx1、Δx2、Δx3……,如图所示。由于各计数点的时间间隔比较短,Δx2+Δx1Δx2+Δx3
可以用平均速度来代替瞬时速度。即v1=2T,v2=2T,……。
(2)根据v-t图像判断速度的变化规律
用描点法可作出小车的v-t图像,根据图像的形状可判断小车的运动性质。利用v-t图线的斜率可求出小车的加速度。 3.实验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、交流电源、坐标纸。 三、实验步骤
1.如图所示,把附有滑轮的长铝板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端,连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上槽码,把纸带穿过打点计时器,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,启动计时器,然后释放小车, 一定先接通电源,后释放小车
让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列小点,随后关闭电源。 4.增减所挂槽码的个数(或在小车上放置重物),换上新的纸带,按以上步骤再做两次实验。 四、数据处理 1.瞬时速度的计算
(1)从几条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带,舍掉开始 纸带的选取
一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个点,作为计数始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明0、1、2、3、4、…如图所示。
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