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實驗：探究小車速度隨時間變化的規(guī)律。實驗目的：1.進一步練習使用打點計時器及利用紙帶求速度。2.學會利用實驗數(shù)據(jù)計算各點瞬時速度的方法。3.學會用圖像處理實驗數(shù)據(jù)，并能根據(jù)v-t圖像描述小車運動速度隨時間變化的規(guī)律。實驗原理：利用打點計時器打出的紙帶上記錄的數(shù)據(jù)，計算各時刻的速度，再作出速度-時間的關(guān)系圖像。1.某點的瞬時速度等于以它為中間時刻的一小段時間內(nèi)的平均速度。2.若v-t圖像為一傾斜直線，則物體做勻變速直線運動，圖線的斜率表示加速度。實驗器材：打點計時器、學生電源、復寫紙、紙帶、導線、一端帶有滑輪的長木板、小車、細繩、槽碼、刻度尺、坐標紙。實驗步驟：1.如圖所示，把附有滑輪的長木板放在實驗桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路。2.把一條細繩拴在小車上，使細繩跨過滑輪，下邊掛上合適的槽碼，放手后，看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行，然后把紙帶穿過打點計時器，并把紙帶的另一端固定在小車后面。3.把小車停在靠近打點計時器的位置，先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再釋放小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列小點，換上新紙帶，重復實驗三次。數(shù)據(jù)處理：1.表格法：(1)從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開始一些比較密集的點，在后面便于測量的地方找一個開始點作為計數(shù)點0，以后每次每五個點取一個計數(shù)點，并標明1、2、3、4、5……測量各計數(shù)點到0點的距離x，并記錄入表中。(2)分別計算出與所求點相鄰的兩計數(shù)點之間的距離$\Delta x_1$、$\Delta x_2$、$\Delta x_3$……(3)利用一段時間內(nèi)的平均速度等于這段時間中間時刻的瞬時速度求得各計數(shù)點1、2、3、4、5……的瞬時速度，填入上面的表格中。(4)根據(jù)表格的數(shù)據(jù)，分析速度隨時間變化的趨勢。2.圖像法：(1)在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸表示時間，縱軸表示速度，并根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標系中描點。(2)畫一條直線，讓這條直線通過盡可能多的點，不在直線上的點均勻分布在直線的兩側(cè)，偏差比較大的點忽略不計，如圖所示。(3)觀察所得到的直線，分析物體的速度隨時間變化的規(guī)律。誤差分析：1.木板的粗糙程度不同，摩擦不均勻。2.根據(jù)紙帶測量的位移有誤差，從而計算出的瞬時速度有誤差。3.作v-t圖像時單位選擇不合適或人為作圖不準確帶來誤差。注意事項：1.安裝打點計時器時，應盡量使紙帶、小車、細繩和定滑輪上邊緣在一條直線上。2.牽引小車的槽碼質(zhì)量要適宜。如果質(zhì)量過大，紙帶上打出的計時點太少；如果質(zhì)量過小，打出的點過于密集，不便于測量距離。3.實驗前應讓小車停在靠近打點計時器的位置，這樣可以最大限度地利用紙帶的有限長度。4.實驗時應先啟動打點計時器，待其工作穩(wěn)定后再釋放小車。5.要避免小車和滑輪相碰，當小車到達滑輪前要及時用手按住小車。6.打完一條紙帶要立即關(guān)閉電源，以避免打點計時器線圈過熱而損壞。