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、电源、复写纸片.
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,下端挂合适的钩码,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,接通电源,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,后让小车运动;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,防止钩码落地和小车与滑轮相撞.
(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.
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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
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里的位移差: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.
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