测定匀变速直线运动的加速度实验目的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1.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),纸带上的点表示的是与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。2.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。
3、实验原理
分析一个以加速度a向右运动的物体,如图所示。物体初速为vA,经过时间T运动了S
,速度增加到了v中,又经时间T再前进S
1,速度为vB。根据匀变速直线运动的位移公式、速度公式和平均速度公式不难推出,在以上运动中,物体在相邻两个时间间隔内所通过的位移之差是一个常数,即:22S
1S
aT同理S
3S
3aT让纸带与小车相连,测出打点计时器在纸带上所打轨迹点间的位移S1、S2、S3若小车做匀变速直线运动,则相邻位移之差应该是一个常数,于是,就可以进一步运用公式计算小车的瞬时速度和加速度。由匀变速直线运动的速度公式和平均速度公式还可以推出,做匀变速运动的物体,在某段位移中间时刻的瞬时速度,就等于物体在这段位移上的平均速度,对上图有:为了减小长度测量的误差,通常每隔四个轨迹点选一个记数点来计算位移,这样T002s×501s。4.由纸带求物体运动加速度的方法:2(1)用“逐差法”求加速度:即根据s4s1s5s2s6s33aT(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出a1a(2)用vt图法:即先根据v
求出打第
点时纸带的瞬时速度,后作出vt图线,图线的斜率kta
aΔvΔta,即为物体运动的加速度。图线法可以减小偶然误差对实验的影响。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,
1
v中=
、a2
、a3
,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度,即:
f米尺等。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r