一、实验目的
1.练习使用电磁打点计时器(或电火花计时器),会用打点的纸带研究物体的运动情况.
2.测量匀变速直线运动的瞬时速度和加速度.
二、实验原理
1.电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器,电磁打点计时器的工作电压在 V以下,电火花计时器的工作电压是220V.当电源频率是50Hz时,它每隔 s打一次点.在小车运动过程中,使用电火花计时器时纸带受到的摩擦力比使用电磁打点计时器时小一些.
2.利用纸带判断物体运动状态的方法:设纸带上连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4、…、xn-1、xn、xn+1,纸带上相邻两点间的位移差为Δx.
(1)若Δx=xn+1-xn为零,则说明物体做 运动;
(2)若Δx=xn+1-xn为非零常数,则说明物体做 运动.
3.利用纸带求瞬时速度的方法:如图S1-1所示,B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,即vB= .
图S1-1
4.利用纸带求加速度的方法
(1)用相邻计数点间的位移差求加速度:a= .
(2)用v-t图像的斜率求加速度:a= .
三、实验器材
电火花计时器(或电磁打点计时器)、交流电源、导线、一端附有定滑轮的长木板、小车、 、细绳、钩码(或重物)、刻度尺、墨粉纸(电磁打点计时器配备的是复写纸片).
四、实验步骤
1.安装实验装置,如图S1-2所示.
图S1-2
2.先接通电源,然后释放小车,重复打3条纸带.
3.挑选纸带,确定计数点,测相邻计数点之间的距离.
4.用Δx=aT2确定物体的运动是匀速直线运动还是匀变速直线运动.
5.用瞬时速度与平均速度的关系求瞬时速度,用公式Δx=aT2或v-t图像求加速度.
热点一 实验原理与实验操作
例1某同学利用如图S1-3所示装置研究小车的匀变速直线运动.
图S1-3
(1)实验中,必要的措施是 (填选项前的字母).
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源,再释放小车
C.小车的质量远大于钩码的质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)他实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图S1-4所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,则小车的加速度a= m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB= m/s.(结果均保留两位有效数字)
