高一的实验“探究小车速度随时间变化规律(就是匀变速直线运动）”的原理是什么

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/05/04 16:39:26

高一的实验“探究小车速度随时间变化规律(就是匀变速直线运动）”的原理是什么
高一的实验“探究小车速度随时间变化规律(就是匀变速直线运动）”的原理是什么

高一的实验“探究小车速度随时间变化规律(就是匀变速直线运动）”的原理是什么
实验要求]
[目的] 复习作匀变速直线运动物体的加速度的测试方法
[原理] 设小车作匀变速直线运动,在两个连续相等的时间T里的位移分别为s1'和s2',a为加速度,v0、v1依次为s1'和s2'的初始速度,则s1'=v0T+0.5aT^2,s2'=v1T+0.5aT^2.因为v1=v0+aT,可得s2'-s1'=aT^2,即a=(s2'-s1')/T^2=△s/T^2.这样,只要测出
s1',s2'或△s（即s2'-s1'）和T就可以求出加速度a
[器材] 打点计时器、纸带、复写纸片、低压交流电源、小车、细绳、刻度尺、放在水平桌面上的附有滑轮的木板、导线两根、重物.
打点计时器是一种计时仪器.它使用的电压为6V、频率为50Hz的交流电源,每隔0.02s打点一次.
打点计时器的构造图（我不画了）如图.通电以前,先将纸袋穿过限位孔,再把套在定位轴上的圆形复写纸片压在纸带上.接通电源,振针就跟着振片上下振动,在运动的纸带上打出一系列的点.
由于打点计时器打点的时间间隔市0.02s,因此打在纸带上一系列的点,记录了纸袋运动的时间.当纸带跟运动物体连接在一起时,纸带上的点也就相应地表示运动物体在不同时刻的位置,从而可以得出运动物体的时间与路程的关系.
[步骤]
1、将打点计时器用配套的螺旋夹固定在长木板的一边.如无螺旋夹时可在长木板上敲几个长钉紧靠打点计时器的前后借以固定；有的用大弹簧夹子把打点计时器紧夹在长木板边缘也可,但要注意不能影响打点计时器工作.
2、将穿过打点计时器的纸带与小车厢连接.操作时须注意要将纸带紧紧地夹在小车上,以免小车运动时纸带松开,可用弹簧夹子夹住,但不要使纸带破损,以免小车启动时把纸带拉断.
3、将挂有重物的细绳跨过滑轮与小车相连接.
4、操作时必须注意使细绳的拉力通过小车的重心,以免小车前进时小车转动或摇晃,可在系好细绳后试拉一下小车,观察车身是否作直线运动.
5、将打点计时器接上电源,让小车在水平长木板上运动；打点计时器同时开始工作,在纸带上打出一系列的点.操作时应试打几次,不要使点迹过分密集或过分疏散,若觉得太密集时可增加绕过滑轮线绳下所系的重物,反之则减小.
6、取下纸带,舍去开头的较密集的点,在后面便于测量的地方找一个起始点,把每打五次的时间作为时间单位,即T=0.02*5s=0.1s.在纸带上从第一个点开始,每隔5点一次标上0,1,2,3,…….设两个相邻计数点的距离分别是s1',s2',s3',……
7、测出位移s1',s2',s3',……,算出两相邻位移之差△s1=s2'-s1',△s2=s3'-s2',△s3=s4'-s3',…….
8、利用公式a=△s/T^2,算出加速度a1,a2,a3,……的值.
9、求出加速度a1,a2,a3,……的平均值,它就是小车作匀加速直线运动的加速度.
[注意事项]
1、打点计时器在使用前要先仔细检查一遍,看它在接通电源后能否在纸带上打出点迹来.一般常见的问题是复写纸垫反了,可把纸重新垫好；另一个情况是永久磁铁有时会松动,使磁铁位置偏了,可略拨正一下.
2、细绳拉车时往往不易使拉力通过重心或在重心的正下方,使车走偏线路.方法可在小车上配重,一般在影响不很大的情况下可在小车的偏离的另一边上滴上蜡块,这样经过配重后可使小车保持直线运动.
3、为精确起见,本实验还可以用逐差法进行数据处理,即a1=(s4-s1)/3T^2,a2=(s5-s2)/3T^2,a3=(s6-s3)/3T^2,
则a=(a1+a2+a3)/3