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    某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动,实验中使用的打点计时器的打点频率为f.他的实验步骤如下:
    ①按图甲安装好实验器材;
    ②接通电源后,让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动,重复几次;
    ③选出一条点迹比较清晰地纸带,舍去开始密集的点迹,从便于测量的点开始,每两个打点间隔取一个计数点,如图乙中0、1、2…6点所示;
    ④测量相邻两个计数点之间距离,分别记作x1、x2、x3…x6
    ⑤通过测量和计算,判断出小车沿平板斜面做匀变速直线运动.利用该同学测量的数据可以得到小车的加速度a=______.
    若该同学在实验中用量角器还测出了平板斜面的倾角α,且已知当地的重力加速度值g,则在以下物理量中,还能计算出______
    A.小车的质量
    B.小车到达斜面底端时的速度
    C.小车在斜面上运动的时间
    D.小车与平板斜面之间的动摩擦因数
    魔方格

    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “某同学用图甲所示的实验装置研究小车在斜面上的运动,实验中使用的打点计时器的打点频率为f.他的实验步骤如下:①按图甲安装好实验器材;②接通电源后,让拖着...” 主要考查您对

实验:探究小车速度随时间变化的规律

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  • 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vn=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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