一、实验目的
1.利用打点纸带研究小车的运动情况,测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度。
2.会利用图像法处理实验数据。
二、实验原理
1.利用纸带计算加速度:以纸带上两个连续相等的时间里的位移变化量与这个时间平方的比值表示加速度。
2.利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的平均速度表示这点的瞬时速度。
3.用vt图像测量小车的加速度:以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法画出小车的vt图像,图线的倾斜程度表示加速度的大小。
三、实验器材
打点计时器、交变电源、纸带、复写纸、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、坐标纸、导线。
四、实验步骤
1.如图所示,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮端伸出桌面。打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路。(若使用电磁打点计时器,接4~6 V的低压交流电源;若使用电火花计时器,接220 V的交流电源)
2.在让纸带穿过打点计时器的限位孔后,将其一端夹在小车尾部正中央。把小车靠近打点计时器,在小车前端系上细绳。细绳、纸带与木板平行,且细绳、纸带、限位孔要在一条直线上。细绳长度略短于定滑轮离地的高度。细绳跨过定滑轮,挂上适量的钩码。
3.启动打点计时器,然后释放小车,让它拖着纸带运动,适时阻止小车与滑轮相碰。及时关闭电源,更换纸带,重复做三次。
4.选择点迹清楚、没有漏点的纸带,舍弃开始点迹密集的一段,找一个合适的点作为开始点。为了测量方便和提高测量精度,把每打五次点的时间作为时间单位,则时间间隔T=0.02×5 s=0.1 s。
确定恰当的计数点,并标上序号0,1,2,3,…,如图所示。每两个相邻计数点间的距离分别为s1,s2,s3…
5.设计实验数据记录表格,分析处理数据。