实验一测量做直线运动物体的瞬时速度一、实验目的1．练习正确使用打点计时器，学会利用纸带上的点测瞬时速度。2．研究物体做匀变速直线运动的规律，会利用纸带计算匀变速直线运动的加速度。二、实验原理1．打点计时器原理2．用“平均速度法”求速度瞬时速度无法直接测量，因此根据极限的思想，要测量某点的瞬时速度，可通过测量对应的很短时间内的平均速度来测瞬时速度。在公式v＝中，当Δt→0时v是瞬时速度。3．加速度的求解方法(1)“逐差法”求加速度，然后取平均值。(2)“图象法”求加速度，即求出多个点的速度，画出vt图象，直线的斜率即加速度。三、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸。四、实验步骤1．把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。2．把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。3．将小车停在靠近打点计时器的位置，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。4．先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。5．换上新的纸带，重复实验两次。五、数据处理1．处理的方法(1)根据极限思想求瞬时速度：在公式v＝中，当Δt→0时，v是瞬时速度。(2)匀变速直线运动中利用平均速度求瞬时速度：vn＝。(3)分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质，利用逐差法求解平均加速度(如图所示)，a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝。(4)利用速度—时间图象求加速度，作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度。2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动(1)x1、x2、x3、…、xn是相邻两计数点间的距离。(2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，…。(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02ns(打点计时器的频率为50Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)。(4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必然是个恒量。这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等。六、误差分析(1)根据纸带测量的位移有误差。(2)电源频率不稳定，造成相邻两点的时间间隔不完全相等。(3)纸带运动时打点不稳定引起测量误差。(4)用作图法作出的vt图象并不是一条直线。七、注意事项(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行。(2)两先两后：实验中应先接通电源，后放开小车；实验完毕应先断开电源，后取纸带。(3)防止碰撞：在小车到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞。(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差产生的影响，加速度大小以能在约50cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜。实验原理与操作1．打点计时器要求：电磁打点计时器用“4～6V,50Hz”交流电源，电火花计时器用“220V,50Hz”交流电源。2．本实验操作顺序提示：木板—计时器—小车—通电—断电。3．考查操作的热点问题是：先通电再放小车，先断电再取纸带。[题组训练]1．在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，用打点计时器在纸带上打的点记录了小车的运动情况。某同学做此实验时的步骤如下：A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源；B．将打点计时器固定在长木板上，并接好电路；C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面挂上适当的钩码；D．小车停止运动后，直接取下纸带；E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔；F．换上新纸带，再重复操作两次，然后从各纸带中选取一条点迹清晰的进行数据处理。其中错误或遗漏的步骤有：(1)__________________________________________________；(2)__________________________________________________。将以上步骤完善后，其合理的顺序为____________________________________________________________________________________________________________。[解析]实验过程中应先接通电源，再放开纸带；取纸带前应先断开电源，所以错误的步骤是A、D。该实验步骤中合理...
