1．实验：探究小车速度随时间变化的规律 [实验目标] 1．利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律。 2．会用图像法处理实验数据。 1．实验原理 (1)利用打点计时器所打纸带的信息，代入计算式vn＝，即用以n点为中心的一小段时间间隔2T内的平均速度代替n点的瞬时速度。 (2)用描点法作出小车的v-t图像，根据图像的形状判断小车的运动性质。若所得图像为一条倾斜直线，则表明小车做匀变速直线运动。 (3)利用v-t图像求出小车的加速度。 2．实验器材 打点计时器、一端带有定滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、导线、交流电源。 3．实验步骤 (1)如图所示，把一端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，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的一端，连接好电路。 (2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过定滑轮，下端挂上槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 (3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器在纸带上打下一行小点。 (4)换上新的纸带，重复实验两次。 (5)增减所挂槽码，按以上步骤再做两次实验。 4．数据处理 (1)表格法 ①从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开始一些比较密集的点，在后面便于测量的地方找一个点作为计时起点(0点)，之后依次每五个点取一个计数点，并标明1，2，3，4，…，如图所示。 ②依次测出01，02，03，04，…的距离x1，x2，x3，x4，…填入表中。 位置编号 1 2 3 4 5 6 长度 x1 x2 x3 x4 x5 x6 各段长度 时间间隔 v/(m·s-1) ③1，2，3，4，…各点的瞬时速度分别为：v1＝，v2＝，v3＝，v4＝，…，将计算得出的各点的速度填入表中。 ④根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。 (2)图像法 ①在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。 ②画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点忽略不计，如图所示。 ③观察所得到的直线，分析小车的速度随时间的变化规律。 ④根据所画v-t图像求出小车运动的加速度a＝。 5．误差分析 (1)木板的粗糙程度不同，摩擦不均匀。 (2)纸带测量的位移有误差，从而计算出的瞬时速度有误差。 (3)作v-t图像时单位选择不合适或作图不准确带来误差。 6．注意事项 (1)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 (2)先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。打点完毕，立即断开电源。 (3)选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔t的大小。 (4)要防止槽码落地，避免小车跟滑轮相碰，在小车到达滑轮前及时用手按住。 (5)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个点取一个计数点，即时间间隔为t＝0.1 s。 (6)在坐标纸上画v-t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。 类型一 实验原理与操作 【典例1】 某班同学利用如图甲所示装置“探究小车速度随时间变化的规律”，电火花计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源。 (1)电火花计时器的工作电压为_____(选填 “8 V” 或“220 V”)。 (2)下列说法正确的是_____。 A．实验时，先释放纸带，再接通电源 B．实验时，先接通电源，待打点稳定后，再释放纸带 C．实验时，先接通电源或先释放纸带都可以 D．纸带上打的点越密集说明纸带运动速度越大 (3)实验所得纸带上打出的部分计数点如图乙所示(每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出)。x1＝3.59 cm，x2＝4.41 cm，x3＝5.19 cm，x4＝5.97 cm，x5＝6.78 cm，x6＝7.64 cm。则打点计时器在打B点时小车的速度vB＝_____ m/s。(结果保留两位有效数字) [听课记 ... ...
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