实验:研究匀变速直线运动
【实验目的】
1.练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动。2.学习用打点计时器测定即时速度和加速度。
【实验原理】
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔002s打一次点(由于电源频率是
50Hz),因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点
之间的间隔,就可以了解物体运动的情况。
【实验方法】
1.由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法:如图所示,0、1、2……为时间间隔相等
的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△ss2s1s3s2……恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带
相连的物体的运动为匀变速直线运动。
2.由纸带求物体运动加速度的方法:(1)用“逐差法”求加速度:即根据s4s1s5s2s6s33aT2(T为相邻两计数点间的时间
间隔)求出
a1
s
4s13T2
、a2
s5s23T2
、a3
s6s33T2
,再算出
a1、a2、a3的平均值即为物体运动
的加速度。
(2)用
vt
图法:即先根据
v
s
s
12T
求出打第
点时纸带的瞬时速度,后作出
vt
图
线,图线的斜率即为物体运动的加速度。
【实验器材】
小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,
纸带,米尺。
【实验步骤】1.把一端附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,如图所示。
2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它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,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次。
4.选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度,作vt图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度。【注意事项】
1.纸带打完后及时断开电源。2.小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7~8个计数点为宜。3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个。4.不要分段测量各段位移,可统一量出r