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- 2021-05-26 发布
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实验1 用打点计时器测速度
实验2 探究小车速度随时间变化的规律
1.实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸.
2.实验步骤
(1)按照实验原理图所示实验装置,把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端,接好电源;
(2)把一细绳系在小车上,细绳绕过滑轮,下端挂适量的钩码,纸带穿过打点计时器,固定在小车后面;
(3)把小车停靠在打点计时器处,先接通电源,后放开小车;
(4)小车运动一段时间后,断开电源,取下纸带;
(5)换纸带反复做三次,选择一条比较理想的纸带进行测量分析.
3.注意事项
(1)平行:纸带、细绳要和长木板平行.
(2)两先两后:实验中应先接通电源,后放开小车;实验完毕应先断开电源,后取纸带.
(3)防止碰撞:在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地及小车与滑轮相撞.
(4)减小误差:小车的加速度宜适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50 cm的纸带上清楚地取出6~7个计数点为宜.
1.数据处理
(1)目的
通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度,确定物体的运动性质等.
(2)处理的方法
①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离,计算相邻计数点距离之差,看其是否为常数,从而确定物体的运动性质.
②利用逐差法求解平均加速度(如图1)
图1
a1=,a2=,a3=⇒a=
③利用平均速度求瞬时速度:vn=
④利用速度—时间图象求加速度
a.作出速度—时间图象,通过图象的斜率求解物体的加速度;
b.剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度.
2.依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动
(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离.
(2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差:Δx1=x2-x1,Δx2=x3-x2,….
(3)T是相邻两计数点间的时间间隔:T=0.02n(打点计时器的频率为50 Hz,n为两计数点间计时点的间隔数).
(4)Δx=aT2,因为T是恒量,做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量,所以Δx必然是个恒量.这表明:只要小车做匀变速直线运动,它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等.
1.[基本仪器的使用]关于打点计时器的原理和使用方法,下列说法中正确的是( )
A.打点计时器应接交流电源,交流频率通常为60 Hz
B.如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点,则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08 s
C.如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏,则说明纸带的速度由小变大
D.电磁打点计时器接在220 V电源上,电火花打点计时器接在6 V电源上
C [打点计时器使用交流电源,电磁打点计时器使用6 V以下的低压交流电源,电火花计时器使用220 V交流电源.由于打点计时器每隔0.02 s打一个点,所以相邻计时点的时间间隔为0.02 s,如果相邻两个计数点间还有四个计时点,则该两计数点的时间间隔应为5×0.02 s=0.1 s.故选项C正确.]
2.[实验原理与实验操作]关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作,下列说法中错误的是( )
【导学号:81370033】
A.长木板不能侧向倾斜,也不能一端高一端低
B.在释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处
C.应先接通电源,待打点计时器开始打点后再释放小车
D.要在小车到达定滑轮前使小车停止运动
A [长木板不能侧向倾斜,但可以一端高一端低,故选项A错误.实验时,为了能在纸带上得到较多的点迹,释放小车前,小车应停在靠近打点计时器处,选项B正确;如果先释放小车,可能纸带上打不上几个点,故选项C正确;为了保护小车避免落地摔坏,在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动,选项D正确.]
3.[数据处理与误差分析](多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法中对于减小实验误差有益的是( )
A.选取计数点,把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位
B.使小车运动的加速度尽量小些
C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算
D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验
ACD [若小车的加速度过小,会使点过于密集,不便于测量.]