探究货车速率随时间变化的规律实验
一、实验原理
(1)利用纸带估算瞬时速率:以纸带上某点为取一小段位移,用这段位移的表示这点的瞬时速率。
(2)用v-t图象表示货车的运动情况:以速率v为、时间t为构建直角座标系,用描点法画出面包车的v-t图象,图线的表示加速度的大小物理实验小车加速度,假若v-t图象是一条倾斜的直线,说明货车的速率是。
二、实验仪器
打点计时器(带导线)、、纸带、一端带有定滑轮的长铝管、小车、细绳、槽码、、复写纸、坐标纸。
三、实验步骤
(1)如图所示,把一端带有定滑轮的长铝管平置于实验桌上,并使滑轮伸开桌面。铝材上放一个可以左右联通的货车,货车一端联接穿过打点计时器的纸带,另一端联接绕开滑轮系有槽码的细绳。
(2)把货车停在(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。先,后(填“启动打点计时器”或“放开货车”),让货车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点。此后,立刻关掉电源。
(3)换上新纸带,并增减所挂槽码(或在货车上放置重物),重新操作两次。
四、数据记录
(1)采集数据
舍掉纸带开头一些的点,找一个适当的点作为计时起点。可选择相隔0.1s(或更短)的若干计数点进行检测。
如图所示物理实验小车加速度,先检测出各个计数点到计时起点的距离:x1、x2、x3、x4、x5…,再估算出相邻的两个计数点间的距离:Δx1=x1,Δx2=x2-x1,Δx3=x3-x2,Δx4=x4-x3,Δx5=x5-x4,…,填入自己设计的表中。
(2)求各计数点的瞬时速率
a.各计数点对应的瞬时速率用平均速率来取代,即
,
,…
T为相邻两个计数点间的时间间隔,若交流电源频度为50Hz,每5个点取一个计数点(中间隔4个点),则T=0.1s。
b.设计表格并记录相关数据
位置编号
…
时间t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
v1/(m·s-1)
v2/(m·s-1)
v3/(m·s-1)
…
五、数据剖析
(1)在座标纸上构建直角座标系,纵轴表示时间,横轴表示速率,并按照表格中的数据在座标系中描点。
(2)画一条直线,让这条直线通过尽可能多的点,不在直线上的点均匀分布在直线的一侧,误差比较大的点忽视不计,如图所示。
(3)观察所得到的直线,剖析物体的速率随时间的变化规律。
(4)依据所画v-t图象求出面包车运动
加速度a=
。
六、注意事项
(1)开始放开货车时,应使货车(填“靠近”或“远离”)打点计时器。
(2)先,等打点稳定后,再(填“启动打点计时器”或“放开货车”)。
(3)打点完毕,立刻关掉电源。
(4)选定一条点迹清晰的纸带,舍掉开头点迹密集部份,选定适当的计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间间隔T等于多少。
(5)不要分段检测各段距离,应尽可能地一次检测完毕(可统一量出各计数点到计时起点的距离)。
(6)在座标纸上画v-t图象时,注意座标轴单位宽度的选定,应使图象大致遍布座标纸。