4实验：探究小车速度随时间变化的规律

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1、4实验：探究小车速度随时间变化的规律第四讲实验：探究小车匀变速玄线运动的规律一、实验目的1.练习使用打点计时器，学会用打上点的纸带研究物体的运动。2.掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。3.测定匀变速直线运动的加速度。4.能利用“逐差法”求加速度。二、实验原理1.由纸带判断物体做匀变速运动的方法如下图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,xl、x2、x3……为相邻两计数点间的距离，若Ax=x2-xl=x3-x2=x4-x3=C(M),即若两连续相等的时间间隔里的位移Z差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。2.由纸带求物体运动加速度的方法(1)用“逐差

2、法”求加速度即根据x4xlx5x2x6x33aT(T为相邻两计数点间的时间间隔)求出2al度。x5x2x6x3x4xl、a、a,再算出平均值，即为物体运动的加速233T23T23T2(2)用v—t图象法1即先根据vnxnxn1,求出打第n点时纸带的即时速度，后作出v—t图彖，图2T线的斜率即为物体运动的加速度。三、实验器材打点计时器、纸带、复写纸片、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、电键及导线。四、实验步骤1.按图把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌而，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.把细绳的一端

3、固定在小车上，跨过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一•端固定在小车上，用手拉住小车。3.先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复3次。4.选择打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，使时间间隔为T=0.1so5.用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离xl、x2、x3、…、xno用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值。（计算出各计数点对应的瞬时速度，作出v-t图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。）一、实验注意事项1.细绳尽可能与

4、木板平行，以确保细绳对小车的拉力不变；2.开始释放小车吋，小车应尽量靠近打点计吋器；3.小车的加速度应适当大一些，以能在纸带长约50cm的范围内淸楚地取厂8个计数点为宜；4.耍防止钩码落地撞坏以及小车跟定滑轮相撞，应采取一些防范措施；5.要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）。选取的计数点不少于6个。6.不耍分段测量各段位移，应尽可能地一次测量完毕（可先统一量出到计数起点0之间的距离），读数时估读到毫米的下一•位。二、误差分析木实验参与计算的量有x和T,因此误差來源于x和To1.由于相邻两计数点之间的距离x测最不够精确而使a的

5、测量结果产生误差。2.市电的频率不稳定使T不稳定，而产生误差。三、必要的说明1.対通过实验数据得v-t图象的理解我们通过严谨求实的实验打出纸带，用毫米刻度尺准确测量出相邻两计数点间的间距，计算出各计数点对应的瞬时速度填入设计好的表格屮，根据表格中的v、t数据，在肓角朋标系中描点，仔细观察这些点的分布情况，我们发现这些点都大致落在一条直线上。我们可以大胆猜测，如果没有实验误差，这些点应该落在一条直线上。这样我们作一条直线，月•使尽町能多的点落在这条直线上，落不到直线上的各点应均匀分布在直线的两侧，这就画出了小车运动的速度一时间图彖，是一条倾斜的直线。温馨提示：①我们在作

6、图时，应让图象连接尽可能多的点，不能连接的点对称分布在图象两侧，从而使每个有惠义的数据点都发挥了作用，取数群的平均位置减少了测量的偶然误差。②对于偏离图线较人的点，作图象时不要轻易舍去•若总是在某处出现偏离较人的点，这可能孕育重大发现。2.由v-t图象分析小车运动速度随时间变化的规律，如何由实验得出的v—t图象，进一步得出小车运动的速度随时间变化的规律？我们可以从两条途径进行：一是通过直接分析图象的特点得到。是小车运动的v—t图象是一条倾斜的直线，那么当时间增加相同的值At时，速度也会增加相同的值也就得出结论：小车的速度随时间均匀变化；二是通过得出两数关系式进一步得到

7、，既然小车的v—t图象是一条倾斜直线，那么，v随t变化的函数式v二kt+b，显然v与t成“线性关系”。小车的速度随时间均匀增加。类型一熟悉实验操作步骤【例题1】在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作中冇以下实验步骤，其屮有错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号G、H……）A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源B.将打点计时器固定在平板上，并接好电路C.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下而吊着适当的钩码A.取下纸带B.将平板一端抬髙，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动C.将纸带固定在小车后部，并穿过打点