学生实验(A)用打点计时器研究加速度与力和质量的关系.pptVIP

物理 （通用类） 高等教育电子音像出版社 高等教育出版社 学生实验二（A） 使用打点计时器研究 加速度与力和质量的关系 一、实验目的 二、实验器材 三、实验原理 四、实验步骤 五、实验结论 六、注意事项 七、思考题 3．学习用控制变量的方法研究物理规律。 ? 打点计时器、学生电源、导线、纸带、复写纸、刻度尺、滑板、小车各一个，砝码若干。 [实验目的] 1．用打点计时器测量物体运动的瞬时速度和加速度； 2．用打点计时器研究加速度与作用力、质量的关系； [实验器材] 用砝码拖动小车在滑板上运动，用打点计时器测出小车的加速度，从而研究加速度与力和质量的关系。 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4～6 V。当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一个点，其构造如下图所示。 [实验原理] 通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与50 Hz、4～6 V的交流电源接通，振片振动起来。每0.02 s振针压打复写纸一次，若纸带此时在复写纸下通过，将在纸带上打出一系列小点，相邻两点间的时间间隔是0.02 s。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。 在纸带上从某点开始，每隔5个间距且连续的点分别标记为0、1、2、3…等计数点，如下图所示，则相邻两个计数点之间的时间为t＝0.02 s×5＝0.1 s。 …… 这样来计算小车的加速度： …… 设小车做匀加速直线运动，加速度为 ，相应于0、1、2、3…各点的瞬时速度分别为v0、vl、v2、v3…在各计数点间的位移分别为s1、s2、s3…根据匀变速直线运动的规律，我们可以这样来计算各点的瞬时速度： 1．将滑板放在桌上，使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在滑板另一端，连接好电路。将穿过打点计时器的纸带固定在小车上。 [实验步骤] 2 ．将滑板在桌面内的一端略微垫高一些，用以平衡摩擦力。接通打点计时器的开关，用手轻推小车，使打点计时器在纸带上打下一系列小点。检查小点分布，调节滑板所垫高度，直至轻推小车，打点计时器能在纸带上打下间隔均匀的一系列小点。 3．将细线一端拴在小车上，经过滑轮后另一端挂上一个钩码。将另一个钩码放在小车上，使其与小车一起运动。接通打点计时器的开关，让小车在一个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，询问老师实验小车、钩码的质量，将数据填入下面的表中。计算结果，完成实验表2-1 。 实验表2-1 用一个钩码拉小车 ? 拉力F1＝__________N，小车和两个钩码的质量m1 = __________ kg 相邻两个计数点之间的时间t = _______s s/m a1/（m·s-2） Δa1/（m·s-2） δa1/（%） 4．将另一个钩码从小车上取下，也挂在细线上。接通打点计时器的开关，让小车在两个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，再获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，将相关数据填入下面的表中。计算结果，完成实验表2-2 。 s/m a2/（m·s-2） Δa2/（m·s-2） δa2/（%） 实验表2-2 用两个钩码拉小车 ? 拉力F2＝__________N，小车和两个钩码的质量m2 = __________ kg 相邻两个计数点之间的时间t = _______s 5．在小车上增加质量与小车相近的砝码，将两个钩码挂在细线上。接通打点计时器的开关，让小车及其上的砝码在两个钩码的重力作用下做匀加速直线运动，再获得一条打点纸带。对纸带进行处理、测量，将相关数据填入下面的表中。计算结果，完成实验表2-3 。 实验表2-3 用两个钩码拉增加质量的小车 ? 拉力F3＝__________N，小车、砝码和两个钩码的质量m3 = ________ kg 相邻两个计数点之间的时间t = _______s s/m a3/（m·s-2） Δa3/（m·s-2） Δa3/（%） ［实验结论］ 1．实验表2-1与实验表2-2的比较： 实验表2-1 m1= F1＝ a1＝ 实验表2-2 m2= F2＝ a2＝ 结论： 2．实验表2-2与实验表2-3的比较： 结论： 实验表2-2 F2＝ m2= a2＝ m2 a2＝ 实验表