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1、探究速度隨時間變化的規(guī)律實驗目的1．練習使用打點計時器，利用打點紙帶探究小車速度隨時間變化的規(guī)律2．能畫出小車運動的v－t圖象，并根據(jù)圖象求加速度．實驗原理1．打點計時器(1)作用：計時儀器，每隔0.02_s打一次點．(2)工作條件：①電磁打點計時器：4V～6V的交流電源．②電火花計時器：220_V的交流電源．(3)紙帶上各點的意義：①表示和紙帶相連的物體在不同時刻的位置．②通過研究紙帶上各點之間的間隔，可以判斷物體的運動情況．2．利用紙帶判斷物體運動性質的方法(1)沿直線運動的物體，若相等時間內的位移相等，即x1＝x2＝x3＝…，則物體做勻速直線
2、運動．(2)沿直線運動的物體在連續(xù)相等時間內的位移分別為x1，x2，x3，x4，…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，則說明物體在做勻變速直線運動，且Δx＝aT2.3．速度、加速度的求解方法(1)“平均速度法”求瞬時速度，即vn＝，如圖1所示．圖1(2)“逐差法”求加速度，即a1＝，a2＝，a3＝，然后取平均值，即＝，這樣可以使所給數(shù)據(jù)全部得到利用，以提高結果的準確性．(3)“圖象法”求加速度，即由“平均速度法”求出多個點的速度，畫出v－t圖，直線的斜率即加速度．實驗器材電火花計時器(或電磁打點計時器)，一端附有滑輪的長木板，小車、紙
3、帶、細繩、鉤碼、刻度尺、導線、交流電源、復寫紙片．實驗步驟1．儀器安裝(1)把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路．(2)把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，把紙帶穿過打點計時器，并將它的一端固定在小車的后面．實驗裝置見圖2所示，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行．圖22．測量與記錄(1)把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，后放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，隨后立即關閉電源．換上新紙帶，重復三次．(2)從三條紙帶中選擇一條
4、比較理想的，舍掉開頭一些比較密集的點，從后邊便于測量的點開始確定計數(shù)點，為了計算方便和減小誤差，通常用連續(xù)打點五次的時間作為時間單位，即T＝0.1s，如圖3所示，正確使用毫米刻度尺測量每相鄰兩計數(shù)點之間的距離．圖3(3)利用一段時間內的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5的瞬時速度．(4)增減所掛鉤碼數(shù)，或在小車上放置重物，再做兩次實驗．數(shù)據(jù)處理及實驗結論1．由實驗數(shù)據(jù)得出v－t圖象．圖4(1)根據(jù)表格中的v、t數(shù)據(jù)，在平面直角坐標系中仔細描點，如圖4，可以看到，對于每次實驗，描出的幾個點大致落在一條直線上．(2)做
5、一條直線，使同一次實驗得到的各點盡量落到這條直線上，落不到直線上的點，應均勻分布在直線的兩側，這條直線就是本次實驗的v－t圖象，它是一條傾斜的直線．2．由實驗得出v－t圖象后，進一步分析得出小車運動的速度隨時間變化的規(guī)律(1)小車運動的v－t圖象是一條傾斜的直線如圖5所示，當時間增加相同的值Δt時，速度也會增加相同的值Δv，由此得出結論：小車的速度隨時間均勻變化．圖53．求出小車的加速度：利用v－t圖象的斜率求加速度a＝或利用逐差法求加速度a＝注意事項1．紙帶和細繩要和木板平行，小車運動要平穩(wěn)．2．實驗中應先接通電源，后讓小車運動；實驗后先斷開電源
6、后取紙帶．3．要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞．4．小車的加速度宜適當大些，可以減小長度的測量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出6～7個計數(shù)點為宜．5．選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰，舍棄打點密集的部分，適當選取計數(shù)點(注意計數(shù)點與計時點的區(qū)別)，弄清楚所選的時間間隔T等于多少．題型一 對實驗原理的正確理解【例1】在做“研究勻變速直線運動”的實驗時，為了能夠較準確地測出加速度，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上：______________________A．把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面B．把打點計時
7、器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路C．再把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，每次必須由靜止釋放小車D．把紙帶穿過打點計時器，并把它的一端固定在小車的后面E．把小車停在靠近打點計時器處，接通直流電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，隨后立即關閉電源，換上新紙帶，重復三次F．從三條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點，在后邊便于測量的地方找一個開始點，并把每打五個點的時間作為時間單位．在選好的開始點下面記作0，往后第六個點作為計數(shù)點1，依此標出計數(shù)點2、3、4、5、6，并測算
8、出相鄰兩點間的距離G．根據(jù)公式a1＝(x4－x1)/3T2，a2＝(x5－x2)/3T2，a3＝(x6－x3)/3T2及＝
