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用打点计时器研究匀变速直线运动

来源:高中物理辅导网 2009-09-09 21:21:47

[标签:测量]
【仪器和器材】
  电磁打点计时器(J0203型),学生电源(J1202型或J1202-1型),纸带,斜面小车(J2108型),刻度尺,钩码(J2106型),细线,导线。
【实验方法】
  1.按图2.14-1把实验装置安装好,使小车停在打点计时器附近。接通电源后放开小车。在小车快靠近定滑轮时,使小车停止,止动打点计时器。取下已打点的纸带。换上新纸带,改变挂的钩码数,重做两次。
  2.为了减小测量误差,舍去纸带上比较密集的点,从后面的一个比较方便的点开始,每隔相等的点(相等的时间间隔)取一个计数点(一般是取5个时间间隔),如图2.14-2所示。测出S1,S2,S3……记入自己设计的实验记录表中。
  3.根据实验原理,判断小车的运动是否是匀变速运动。若是,则可用(1)式或V-t图象求出其加速度(应多取几组数据求平均值);若不是,则应分析其未能做匀变速直线运动的原因。
【注意事项】
  1.电磁打点计时器在实验前要预先调好,使打点时间间隔均匀和打点轻重适度。打点过轻,点迹不明显,不便于纸带的处理;打点过重,打点针与纸带接触时间变长,将带来实验误差。要教给学生基本的调节方法。但如果用电火花计时器,实验效果要好得多。
  2.每隔5个时间间隔取一个计数点,只是为了求加速度时便于计算。因为打点时间间隔t0=0.02秒,故计数点间时间间隔为T=5t0-0.1秒。实验时,应以减小测量误差为取计数点的依据。若小车加速度小,打点比较密集,计数点间时间间隔t0应多取几个;反之,可少取。由(1)式可知,加速度的误差主要由ΔSn的误差决定。所取的计数点要能保证ΔSn至少有两位有效数字。适当增加小车运动的总位移并采用逐差法处理数据,可以使ΔSn的有效数字位数增加。如果ΔSn只有一位有效数字,则所求加速度是不准确数字,失去了实际意义。
【思考题】
  1.用p-t图象求加速度有什么优点?根据各即时速度值作V-t图象应特别注意什么?
  2.若打点计时器计时准确,在本实验装置条件下测得各ΔSn在实验误差范围内不是恒值,即小车没有做匀变速运动。试根据你所用的木板、小车、纸带情况进行分析,引起这种现象的主要原因是什么?
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