1、人教版高中物理必修人教版高中物理必修2.1实验：探究小车速度随时间变化的规律实验：探究小车速度随时间变化的规律太康 张文贤 一、实验目的1.1.练习使用打点计时器，学会用打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。上点的纸带研究物体的运动。2.2.掌握判断物体是否做匀变速运动掌握判断物体是否做匀变速运动的方法。的方法。3.3.测定匀变速直线运动的加速度。测定匀变速直线运动的加速度。二、实验仪器 打点计时器；纸带；复写纸片；打点计时器；纸带；复写纸片；低压交流电源低压交流电源；小车；细绳；一端；小车；细绳；一端附有滑轮的长木板；附有滑轮的长木板；刻度尺刻度尺；钩码；钩码；导线导线 注
2、意注意:区分电火花打点计时器区分电火花打点计时器-交流电压交流电压220V220V 三、实验原理1.1.了解了解打点计时器打点计时器.(1)(1)一种使用一种使用交流电源交流电源的的计时仪器计时仪器，它每隔，它每隔0.02s0.02s打一个点（由于打一个点（由于电源频率电源频率是是50Hz50Hz）。）。(2)(2)纸带上的纸带上的点表示点表示了相应运动物体在不同时了相应运动物体在不同时刻的刻的位置位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。了解物体运动的情况。2.2.由纸带由纸带判断物体做匀变速直线运动判断物体做匀变速直线运动的方法：的方法：如图所
3、示，如图所示，0 0、1 1、22为时间间隔相等的各计数为时间间隔相等的各计数点，点，S S1 1、S S2 2、S S3 3为相邻两计数点之间的距离，若为相邻两计数点之间的距离，若S=SS=S2 2S S1 1=C=C（常数），即若（常数），即若两连续相等的时两连续相等的时间间隔间间隔里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的里的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速运动。运动为匀变速运动。1 2 3 4 50S1S2S3S4S5 3.3.由纸带由纸带求物体运动加速度求物体运动加速度的方法：的方法：用用“逐差法逐差法”求加速度求加速度.根据根据S S4 4S S1 1=S=S5 5S
4、 S2 2=S=S6 6S S3 3=3aT=3aT2 2（T T为相邻两计数点之间的时间间隔）为相邻两计数点之间的时间间隔）用用v-tv-t图象法：即先根据求出打第图象法：即先根据求出打第n n个点时纸带个点时纸带的即时速度，后做出的即时速度，后做出v-tv-t图，图线的斜率即为物体图，图线的斜率即为物体运动的加速度。运动的加速度。1 2 3 4 50S1S2S3S4S53432SSvT65432129SSSSSSaT实验原理示意图 四、实验步骤1.1.把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使把一端附有滑轮的长木板平放再实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮伸出桌面
5、，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。滑轮的一端，连接好电路。2.2.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细把一条细绳栓在小车上，细绳跨过滑轮，并在细绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在绳的另一端挂上合适的钩码，试放手后，小车能在长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打长木板上平稳的加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面。点计时器，并把它的一端固定在小车后面。实验条件：实验条件：a a合力恒定，细线与木板是平行的。合力恒定，细线与木板是平行的。b b接接50HZ50HZ，4646伏交流电。伏交流电。3.3.把把小车停在靠近打点计时器
6、处小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开接通电源后，放开小车小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系，让小车运动，打点计时器就在纸带上打出一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次。4.4.选择一条比较理想的纸带，选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的舍掉开头的比较密集的点点，确定计数始点，表明，确定计数始点，表明计数点计数点，正确使用毫米刻度，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐尺测量两点间的距离，并把测量结果填入表中，用逐差法求出加速度的值，最后求其平均值，还可求出差法求出加速度的值，最后求其平均值，
7、还可求出各计数点对应的速度，做各计数点对应的速度，做vtvt图象，求得直线的斜图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。率即为物体运动的加速度。五、注意事项1.1.小车的小车的加速度应适当大一些加速度应适当大一些，以能在纸带上长约，以能在纸带上长约50cm50cm的范围内清楚的范围内清楚地取地取7 78 8个计数点为宜。个计数点为宜。5.5.不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出不要分段测量各段位移，应尽可能一次测量完毕（可先统一量出到计数点到计数点0 0之间的距离），之间的距离），读数时应估读到毫米的下一位读数时应估读到毫米的下一位。2.2.要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后即时断开电源。要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞，纸带打完后即时断开电源。3.3.每打完一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰。每打完一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰。4.4.应应区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点区别打点计时器打出的点和人为选取的计数点（一般把计时器打（一般把计时器打出的出的5 5个点作为一个计数点），选取的计数点不得少于个点作为一个计数点），选取的计数点不得少于6 6个。个。6 6、注意所选取的、注意所选取的相等时间间隔相等时间间隔T T的大小及的大小及所测位移所测位移S S
