实验二-探究小车运动的加速度

第一章直线运动宣化一中高三物理组魏江[e-mail]实验二探究小车速度随时间变化的规律一、实验目的：1、进一步熟悉打点计时器2、应用打点计时器测瞬时速度3、掌握利用打点计时器判断物体运动规律的方法4、掌握利用打点计时器求物体运动加速度的方法二、实验器材打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、细绳、一端附有滑轮的长木板、刻度尺、钩码、电键、导线。接电源纸带三、实验原理小车在几个时刻的瞬时速度位置编号01234时间t/s00.10.20.30.4v1/(m·s-1)v2/(m·s-1)v3/(m·s-1)小车在几个时刻的瞬时速度56789100.50.60.70.80.91.0做出相应的v—t图象，利用图象分析物体的运动规律，并求物体运动的加速度。逐差法求物体的加速度：贴纸带方法求加速度先把纸带沿各计数点剪断，得到若干短纸条。再把这些纸条并排贴在一张纸上，使这些纸条下端对齐，作为时间坐标轴，标出时间。最后将纸条上端中心连起来，于是得到v-t图象，如图所示四、实验步骤：1、把一端附有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;2、把一条细绳栓在小车上，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，接通电源后，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，改变钩码或小车的质量重复实验三次。4、舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值，还可求出各计数点对应速度，作v—t图像，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。五、实验注意事项1、小车的加速度适当大一些，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。2、要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后及时断开电源。3、每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸片换个位置，以保证打点清晰。4、应区别计时器打出的点与人为选取的计数点（一般把计时器打出的5个点作为1个计数点，以减小相对误差，但要根据实际情况而定，不一定必须是每5个点取一个计数点），选取的计数点不少于6个。5、不要分段测量各段位移，应尽可能的一次测量完毕（可先统一量出到计数点O之间的距离）。读数时应估读到毫米以下一位。6、为了减少长度测量的相对误差，要舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点子，但应注意纸带上不仅开头的点子密集，末端的点子往往也很密集，这是因为在用手阻止小车运动时造成的，此时小车的运动规律已改变，这部分点也要舍去。7、有些长木板由于使用时间较长或由于受到刻划，用手模上去还较光滑，但实际上有一些细小的沟槽，这些沟槽的取向沿板长方向的较多，对小车运动的影响较大。1、关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）A、先接通电源，后释放纸带B、先释放纸带，后接通电源C、释放纸带同时接通电源D、先接通电源或先释放纸带都可以六、随堂练习2、在探究“小车速度随时间变化的规律”实验中，算出小车经过各计数点的瞬时速度，为了计算加速度，最合理的方法是（）A、任意两计数点的速度用a=△v/△t算出加速度B、根据实验数据画出v-t图线，量出其倾角，由公式a=tanα求出加速度C、根据实验数据画出v-t图线，由图线上相距较远的两点所对应的速度、时间，用公式a=△v/△t算出加速度。D、依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为小车的加速度。AC3、某学习小组进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验时，他们用打点计时器测定了加速度，下列说法错误的是（）Ａ、长木板不能侧向倾倒，也不能一端高一端低B、在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上。C、应先接通电源，待打点计时器开始打点时再释放小车。D、要在小车到达定滑轮前使小车停止运动。AB4、在测定小车速度随时间变化的规律时，给出了下列操作步骤，安排合理顺序，把必要步骤的序号填写在横线上。_______________A、拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先接通电源，后放开纸带。B、将打点计时器固定在长木板上，并接好电路，将长木板放到桌面上。C、将一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着重量适当的钩码D、断开电源，取下纸带E、将长木板的末端抬高，轻推小车，使小车能在长木板上匀速运动F、将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔G、换上新纸带，再重复做三次。BCFADG5、在研究匀变速直线运动的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F,相邻两计数点之间还有4个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0cm、5.0cm、9.0cm、14.0cm、20.0cm。tv（1）根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB=______m/s.，CE间的平均速度为______m/s.（2）以打B点为计时起点，建立v—t坐标系如图所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图线。（3）根据图线可得小车运动的加速度为_______m/s2.0.250.45宣化一中高三物理教研组魏江谢谢大家！再见！