用打点计时器测重力加速度

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第七徘 真验 用打支针时器测施逹虔

【卿识要点】

-X 实验「的

使用打点计时聘测定匀变速直线运动的加速度。

二、实验原理

设物体做匀加速点线运动，加速度是氛在各个连续相尊的时间T 里的位移分别是旳、

Sis 齢杯则有（见第二章的习题〉

△百=宅-勿=$#£2=鸽■豹=*、 =aT

由上式还町得到

尸（釧0）十（眇$2）十（址订尸飭T

同理仃

S5-S2~S6-S1 忙 * 3aT 2

可见，测出各段位移恥小即可求出

再算出內"电“的平均伯，就是我心所要测定的匀变速直线运动的加速度.

三*实验器材

电火花计时器或电磁打点计时器.一端附有滑轮的长木板*小车*纸带.刻度尺.导线， 电源，

钩码，细绳。

四、实验步骤

（1） 把附冇滑轮的氏木板放在实验桌上，并使滑轮仲处桌面’把打点计时器固定伍长木板上 没

有滑轮的一端.连接好电路二

（2） 把一条细绳拴在小车上’便细绳跨过滑轮’卜边挂上合适的钩码。把纸勞穿过打点计时 器，

并把纸带的一端固定在小车的后面。

把小乍停在靠近打点计时器处，接逋电源后，放开小牟.让小车拖着纸带运动’打点计 时器

就在纸带上打下一列小点。换上新纸带，竜复实验三次〃

（4）从三条纸带中选择-条比较理想的，舍掉开头一些比较密集的点了.在后边便于测量的 地方

找■卜开始点。为了测量方便和减小误差，通常不川每打…次点的时间作为吋间的单位, 而用每打五次点的时间作为时间的单位，就是T=O.02X5=0Js.在选好的开始点下面标明A* 在第八■点下|ki

标明B*在第|一点下面标明U 在第十六点下面标明D* — 点 A. B. C\ 叫做计数点，妁图所示卩两个相邻计数点间的距离分别是 列、岂、冷和

①利用打卜沏纸帯求任一计数点对应的斡时速度:

②求打卜的纸带的加速度

【典塑例

£斤各点的即肘速度，画岀r-/[5|线.圏线的

如果点谋差范鬧内s 相等的、则吋认为小乍是做匀加速有线运动，町以选用这样的纸带

利用J J /图象求乩求出尺 斜率就是所要求的加速度肝

利用“逐建法”求/例宀

z 选取纸带时*除r 要求点迹淸晰之外.还陨看看相邻讣数点间的曲离之蹇s 是否相等

乩在分析纸带时.耍仔细地数点子，给计数点标上号码.不更逐段测量各战的位移.应该用 氏刻度

尺-次测量分段读数.汝数时应读到毫米以下-位-別忘了相邻记数点间的吋间间 隔 1=0. Is.

六.打点il 时器纸带的證理

(1) 4Z 点原则是：从打下的纸带中必须逸取点迹清晰的纸带.舍掉开始比较密集的点迹.从 便于

测量位置取一个开始点4然后每5个点(或者说每隔4个点)如图1-4-1所示.取一个 计数点风G

A E 、打"这样每两个计数间的时间间隔为Z^OJs,计算比较方便.

(2) 从纸带读取长度的方法；读取长度利用亳米刻度尺•测出各点到N 点的距离*算出相邻 计数

点间的距离加吩小吟吟％"由于毫米尺的最小刻度是mm*读数时必细估读到 0-1 tnm fe h

(3) 利用打下的纸带讣算各计数点的速度和加速度的方法

(5) 测出六段位移歸、也、蚣引、話、和的长度*把测量结果填入卜'表1中。

(6) 根据测量结果.利用“实验原理”中给出的公式算出加速度山55的值。注意：T-OA, 求岀

讪、a 2.钩的平均值*它就是小车做匀变速直线运动的加速度。

五"注資事项

1.在安装仪器时，要注畫让滑轮伸岀桌面外岸细绳应与木板平行'实验前要检査打点计时器 是

否安装良好，两根导线是否与低压电源4〜6¥交流输出连接.如果用电火花计时器* 并水需

要使用低压电源.实验时雯注意保护小车及洋轮•要避免它们被碰坏或跌坏.

2

例1在^测宦匀变速□线运动的加速度"实验屮，对于减小实验逞差来说.下列方法有益的是

（）

左把毎打五牛点的时间间隔作为•个时间单位来选取记数点

使小车运动的加速度尽鼠小些

C.舍去纸带上密集的点，只利用点咙消晰，点间间隔适当的那一部分进行测量、计隽D•选用

各处平整程度=光滑程度相同的氏木板做实验

例2关于打点计时器的使用”下列说法中正确的是（）

A.打点记时器一般使用4V-6V的直流电源.

B.安放纸带时•应把纸带放在复写纸的上面.

C.开始释放小车时再应使小车靠近打点i|时器*

D.最好在接通电源的同时，放开小车.

例3下面是儿个同学打出的儿条纸带.关于纸带所对应的运动情况正确的是（计数点按打点的先后顺序编号）.（）

丙丁A■甲、「图表帯物体作匀速运动.

艮丙图表示物体作减速运动.

C.乙图中若S<-Si= S5-S<= S<-Si= Sa 83=62-81,则物体作匀变速运动

D.乙图中若A S恒定.且印=加/2,则表示物体作初速为零的匀加变貢线运动+

例心在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验屮,在纸带上取得连续清晰的7个点, 用刻度尺测得各点与第1点的距离如下：

则该运动物体的加速度a= m / s< （所用交流电源频率为50 Hz）

K点评』逐差法是实验中研究纸带所对应的加速度的一个和鉴方法.必须牢固掌握。

例5在“测定匀变速直线运动的加速度实齡申,得到记录纸带如图9-2所長图中的点为记

数点’在毎两相邻的记数点间还有4个点没有画出.则小车运动的加速度为(单位: tn/*)( ) A, 0.2 B. 2.0 C20,0 D, 200.0

例6如图43所赤纸带I A 、B. G X E.叭G 为计数点*每相邻两个计数点间述有4个

点没有画出.由團可知纸带的加速度等于 ，在打D 点时纸帶的速度

例了在研究匀变速直线运动的实验屮*算出小车经各计数点的瞬时的速度如下;

计数点序号 1 2 3 4 5 6

计数点对应的时刻6) 0. 10 0.20

0. 30 0. 40 0. 50 0. 60 通过计数点的速度 (cm/s) 44. 0 62.0 81.0 100.0 110.0 16&0

(1)为了计算加速度*合理的方法是( )

九很据任意两计数点的速度公式，用a=Av/At 算加速度.

B. 根据实验数据闻出v-t 图，量出英倾角.rfl 公式a= tgtt 求加速度.

C. 根据实骑数据画出v-t 图丫由图匕相距较远的两点丫由a=Av/At 求a.

4依次算出通过连续两计数点间的加速度”算出其平血值作小车的加速度*

【经典练习】

1. 图为用打点讣时器测定匀变速直线运动的加速度的实验吋记录下的 条纸帶，纸带上选恥 b 2, 3.

4. 5各点为记数点，将直尺靠在纸带边，零刻线与纸带上某一点0对齐。由0 到1、2> 3卄点的距离分别用 如如&卄表示*测量出 dn dz.占”的值•填,入表 中。已知打点计时器所用交流电的频率为50H^由测疑数据计算出小车的加速度丹和纸带 上打下点3时小车的速度巧、并说明加速度的方向.

距 离

d t d 2 ds

d.

测最值(cm)

加速度大小規= ___ w /心h [B J ________ »小车在点3时的速度大小Vj — ______ m / So

2・如图1斗6所示，是实验时得到的一条纸带'每两个相邻点时间间隔为0.02秒，贝他图中 给BJD

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11.10 为 _______ 图中表示各计数点口第•个点的距离)

A B