高中物理知识点：实验：探究小车速度随时间变化的规律

实验目的：
1、练习使用打点计时器，学习利用打上点的纸带研究物体的运动。
2、学习用打点计时器测定即时速度和加速度。

实验原理：
1、打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是50Hz），因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。
2、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示，0、1、2……为时间间隔相等的各计数点，s₁、s₂、s₃、……为相邻两计数点间的距离，若△s=s₂-s₁=s₃-s₂=……=恒量，即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量，则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动。

3、由纸带求物体运动加速度的方法：
①用“逐差法”求加速度：即根据s₄-s₁=s₅-s₂=s₆-s₃=3aT²（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a₁=、a₂=、a₃=，再算出a₁、a₂、a₃。
②用v-t图法：即先根据v_n=求出打第n点时纸带的瞬时速度，后作出v-t图线，图线的斜率即为物体运动的加速度。

实验器材：
小车，细绳，钩码，一端附有定滑轮的长木板，打点计时器，低压交流电源，导线两根，纸带，米尺。

实验步骤：
1、把一端附有定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，如图所示；

2、把一条细绳拴在小车上，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，小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面；
3、把小车停在靠近打点计时器处，先接通电源，再放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，取下纸带，换上新纸带，重复实验三次；
4、选择一条比较理想的纸带，舍掉开头的比较密集的点子，确定好计数始点0，标明计数点，正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离，用逐差法求出加速度值，最后求其平均值。也可求出各计数点对应的速度，作v-t图线，求得直线的斜率即为物体运动的加速度。

注意事项：
1、开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
2、应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手按住。
3、先断开电源，再取下纸带。
4、对于电磁打点计时器，如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度。
5、选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于(n－1)t。
6、每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器才适用)。
7、不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与0计数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3…，读数时应估读到0.1mm。
8、尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：
①细绳尽可能与板面保持平行；
②滑轮和车轮灵活；
③长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致。

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