探究小车速度与时间关系实验报告

实验1：探究小车速度随时间变化的规律
实验报告
一、实验目的
用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动，研究小车的速度是随时间怎样变化的
二、实验仪器
电磁打点计时器，导线，纸带，复写纸片，学生电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，钩码，刻度尺
三、实验步骤
1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上，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；
2.先把纸带穿过打点计时器，再把纸带的一端固定在小车的后面。

把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，
下边挂上钩码；
3.把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打
下一系列小点；
4.关闭电流。

换上新的纸带，重复实验两次，则一组实验得到三条纸带；
5.增减所挂钩码，按以上步骤再做两组实验。

四、注意事项
1.在安装仪器时，要注意让滑轮伸出桌面外；
2.细绳应与木板平行；
3.固定打点计时器时应让限位孔处在长木板的中央位置；
4.打点计时器应与低压电源4～6V交流输出连接；如果用
电火花计时器，电源为220V交流电；
5.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器；
6.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车；
7.打点完毕，立即断开电源；
8.选取一条点迹清晰的纸带，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)；
9.测量时应使用长尺一次性将所有计数点的位置读出，注意读数应读到mm后一位（估读位）；
10.牵引小车的钩码质量要适宜。

如果质量过大，纸带上打出的计时点太少；如果质量过小，打出的点过于密
集，不便于测量距离；
11.要防止钩码落地，避免小车跟滑轮相碰，当小车到达滑轮前及时用手按住；
12.在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。

五、数据记录与处理
第一组
实验m砝码=
计数点0 1 2 3 4 5 6 时刻（s）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 位置（m）
速度（m/s）/ /
PS.将选取处理的纸带贴在此处
方法一：图像法
求出加速度a=＿＿＿2
/m s (保留两位有效数字) 方法二：逐差法
6543212
()()
(3)X X X X X X a T ++-++=
a =＿＿＿2/m s (保留两位有效数字)
六、误差分析：
本实验中，容易带来偶然误差的环节比较多，例如纸带上的长度测量、作图时的描点连线、时间间隔段的选取等。

其中，长度的测量时本实验的主要误差来源，一方面如果逐段测量会带来偶然误差的多次积累，造成较大的误差；另一方面，刻度尺读数时需要估读，不同的人估读会有读数差别。

七：课后作业
1某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其原因可能是（ ）
2打点计时器使用交流电的频率为50Hz ，在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，若交流电的频率变小了而未被发现，则测得小车的速度值与真实值比较将：
A ．偏大
B ．偏小
C ．无影响
D ．无法判断
3在实验中，利用纸带上的数据得出各计数点的瞬时速度，以速度v 为纵轴，以时间t 为横轴建立直角坐标系。

某次实验中某同学描出的点如下图所示。

在直角坐标系上一共描出了10个点。

下列思考有道理的是
A ．复写纸太旧
B ．使用了直流电源
C ．振针过短
D ．纸带运动过快
①这10个点无论如何也不在一条直线上，因此小车运动的v-t图象不可能为一
条直线，而应为一条光滑的曲线；
②这10个点中有8个点虽然不在一条直线上，但它们紧挨在一条直线附近，只
有F和B两点离这条直线太远；
③在8个点当中只有4个点能画在一条直线上（A、D、G、I），有六个点不在该
直线上，这条直线肯定不能表示小车运动的规律；
④与直线偏差较小的点（C、E、H、J）可能是实验误差造成的，而与直线偏离
较大的点（B、F）则可能是实验中出现错误造成的。

A．①③ B．②④ C．①②
D．③④
4某一做直线运动的小车，后连纸带，用打点计时器打出一段纸带，如下图所示，图中0、1、2、3、4、5、6、为按时间顺序选取的7个计数点，每相邻两个点中间都有4个点未画出，用刻度尺量出1、2、3、4、5、6各点到0点的距离分别为8.78cm,16.08cm,21.87cm,26.16cm,28.84cm,30.07cm.请做出v-t图像，并根据图像求出小车运动的加速度。

5在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，某同学的操作步骤如下：
在“探究速度随时间的变化规律”的实验中，某同学的操作中有以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有
______________________．(遗漏步骤可编上序号G、H、…)
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再接通电源
B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源
C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下面吊着适当重的钩码
D．取下纸带
E．将平板无滑轮的一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做匀速运动
F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按合理顺序填写在横线上
________________________________________________________________________.
6某同学在做“研究小车速度随时间变化的规律”这一实验中：该同学在小车的后面连上纸带，利用纸带上打出的点计算小车各个时刻的速度．某次打出的一条纸带如图所示．该同学已在这条纸带上取好了计数点，每两个计数点间还有4个点未画出．计数点的编号依次为：A、B、C、D、E，打点计时器的电源频率为50Hz(即打点点间隔是0.02s)．他把一刻度尺放在纸带上，其零刻度线和计数点A对齐．
(1)接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是_____(填写序号)
A．先接通电源，后让纸带运动B．先让纸带运动，再接通电源
C．让纸带运动的同时接通电源D．先让纸带运动或先接通电源都可以
(2)用该刻度尺测量出计数点A、B之间的距离为_____cm．
(3)计算打B这个计数点时纸带的瞬时速度为_____m/s．
（4）小车的加速度为＿＿＿
7、一小球在桌面上做均加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如下图所示。

由于底片保管不当，其中4位置处被污损。

若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔位1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为 m／s2。

8.根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）
A．时间间隔 B．位移 C．瞬时速度 D．平均速度
9.在实验中，对减小实验误差来说，下列方法不可取的是（）
A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
B．使小车运动的加速度尽量小些
C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点与点间隔适当的那一部分进行测量、计算
D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验。