测定匀变速直线的加速度

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1、2-2测定匀变速直线的加速度1.基本测量工具和测量数据（1）基本测量工具及其使用①毫米刻度尺通过打点纸带测量小车位移。1.电磁打点计时器通过打点纸带记录小车位移和对应位移内的时间。打点计时器的构造及工作原理如图2-7所示，当电磁打点计时器的线圈通入50赫兹交流电时，振动片便交替磁化，在与磁钢恒磁场的相互作用下，振片就振动起来，其振动频率与电源频率相同。图2-7是J0203型打点计时器，其工作原理见图2-8。当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永磁体的磁场就使簧片向下运动，

2、振针就在纸带上打出一个点；当交流电为负半周时，电流方向如图乙，簧片左端变为S极，永磁体的磁场就使簧片向上运动，如此反复作用，簧片就振动起来，制造时使簧片的固有频率为50赫，即等于交流电的频率，这样簧片就发生共振，振动频率也是50赫，因而具有较大振幅，振针每隔0.02秒向纸上打出一个清晰的点。打点计时器的使用方法：①固定打点计时器时，应使纸带平行于底板且垂直于两个限位孔，减小摩擦。②纸带穿过限位孔压在复写纸下面。③打点计时器的两个接线柱接到6V的低压交流电源上。④接通电源后再放纸带。使用打点计时器的注意事项：①振针的高度应

3、适当，且不要松动，否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点，并对纸带产生过大的摩擦阻力。②每打完一条纸带，要将圆形复写纸的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰。③每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏。④纸带在使用前要整平，以免造成打点间隔变化或点子不清晰。（2）测量数据的有效数字。①用分度值为1毫米的直尺测纸带位S值，误差最多不超过0.5毫米，如果纸带上打的点子小而清晰，则可以估读到0.2毫米，误差会更小些，测量数据的有效数字末位在0.1毫米位，要反映测量数据的准确度，在无估读数时，应在有效数字末

4、位补“0”表示，但是在实验中所得到的加速度较大时，如9.782米/秒2，有效数字已有4位了，一般没有补“0”，因其误差不超过0.5毫米，有效数字的末位可以是毫米位，引人注意的是有人将上述加速度9.782米/秒2简写成9.78米/秒2或9.8米/秒2，这就模糊了我们在实验中所用仪器的精度和测量数据的准确度，实验结果不同于常规计算题结果；在无特殊要求情况下，一般计算结果只保留题中数位最少的有效数字位数，一般取23位。②我们国家的民用交流电的频率是50赫兹，标准的打点计时器接在这样的低压交流电源上，其打点周期T0=0.02秒，

5、通过纸带取用的相邻两个计数点的时间间隔是0.02秒的整数倍，不可能有估计数，为减少计算误差，通常是每隔5个打点间隔取一个计数点，准确到0.1秒即可，所以时间的有效数字的末位也在“秒”的十分位。1.实验条例与点拨[实验目的]1.练习使用打点计时器。2.利用打点计时器测定匀变速运动的加速度。[实验器材]①电磁打点计时器（带圆形复写纸）②低压交流电源③纸带④带定滑轮的平板⑤小车⑥钩码若干⑦毫米刻度米尺⑧线[实验原理]利用打点计时器把小车的位移和对应的时间记录在纸带上，根据纸带及其数据测定匀变速运动小车的加速度。（1）根据a=Δ

6、s/T2测实验小车的加速度，其误差最大。（2）根据逐差法处理数据，求加速度平均值，（3）根据v-t图象法，a=Δv/Δt点拨：上述实验原理是已经确认实验小车作匀变速运动为加速度恒定，由其位移公式s=v0t+1/2at2得出，连续相等时间间隔内的位移之差Δs=恒量，由速度公式v=v0t+at得Δv=0恒量，如果实验小车的运动性质不明，则需要先判断小车是否作匀变速运动，接通电源再释放小车，使小车（纸带）初速v0=0开始打点计时，并且使小车加速度适当大些，取下纸带从第一点测量开始，看连续相等时间间隔内的位移之比s1：s2：s3

7、……=1：3：5……（2N-1），若满足此式和v0=0，或v0=0和s1=1/2Δs，则必为匀变速直线运动。[实验步骤]（1）把附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面。（2）把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端，如图2-9。1.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着适当的数量钩码。点拨：吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些，减小长度测量的相对误差，并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。（4）把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。（5）先使小车依靠在打点计时器处，接通电源后再释放小车让

8、其运动。（6）断开电源取下纸带。（7）换上新纸带再做两次。点拨：再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无“漏点”、无“双点”，点距正常清晰的纸带，一条作逐差法用，一条作图象法用。（8）在选出的一条纸带上测量每个计数点与起始计数点的距离d1、d2、d3……如图2-10。点拨：测长度时，不要用短尺一段一段地测量