打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)

1、1、研究物體勻變速直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)儀器：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源(電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器220V，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器46V)、紙帶、小車、軌道、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、導(dǎo)線 實(shí)驗(yàn)原理:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上同時(shí)記錄了時(shí)間和位置兩個信息，通過s，t可以判斷物體是否勻變速，若是可以求得其加速度；數(shù)據(jù)處理方法。（紙帶處理）實(shí)驗(yàn)步驟： (1)把附有滑輪的軌道放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在軌道沒有滑輪一端，連接好電路；再把細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過滑輪，下邊掛上合適的鉤碼；把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面(若是電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用兩個紙帶分別從上下兩邊穿過墨粉紙盤)。 (2)把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

2、處，接通電源后，放開小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，換上新紙帶，重復(fù)三次。 (3)從三條紙袋中選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測量的地方找一個開始點(diǎn)，并把每打五個點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，即T=0.02×5=0.1s，在選好的開始點(diǎn)下面記作0，第六點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn)1，依次標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)2、3、4、5、6。兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離用刻度尺測出分別記作s1、s2s6。 (4)求出a的平均值，它就是小車做勻變速直線運(yùn)動的加速度。 注意事項(xiàng)： (1)小車的加速度宜適當(dāng)大些，可以減小長度的測量誤差。(2)細(xì)繩盡可能與木板平行，以確保細(xì)繩對小車?yán)Σ蛔儯?

3、3)開始釋放小車時(shí)，小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(4)先通電后放開小車(5)要區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)（一般把計(jì)時(shí)器打出的5個點(diǎn)作為一個計(jì)數(shù)點(diǎn)），選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)不少于6個；(6)若為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（f打點(diǎn)=f電源，電源頻率越大，針與紙帶摩擦越大，a越?。?，若出現(xiàn)連續(xù)直線，則抬高針；若為電火花則無針與紙帶的摩擦。紙帶運(yùn)動時(shí)不要讓紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔摩擦。(7)不要分段測量各段位移，盡可能的一次測量完畢(可先統(tǒng)一量出到記數(shù)起點(diǎn)之間的距離)。 紙帶處理： (1)“逐差法”求加速度 （若測得6段相鄰點(diǎn)間位移，設(shè)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為T）a= (s6+s5+s4)-(s3+s2+s1)/9T2。

4、(2)“平均速度法”求瞬時(shí)速度 （需先判斷物體做勻變速運(yùn)動，才可用時(shí)間中點(diǎn)公式）vn= (sn+sn+1)/2T。 紙帶的應(yīng)用：驗(yàn)證牛二、動能定理、機(jī)械能守恒2、驗(yàn)證牛頓第二定律 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)會用實(shí)驗(yàn)的方法探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，即質(zhì)量一定時(shí)，加速度與作用力成正比；作用力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比。2、掌握用控制變量法研究問題的實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)儀器：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、復(fù)寫制片和紙帶、一端帶滑輪的長木板、小車、小桶、沙子、低壓交流電源、天平、砝碼、刻度尺、導(dǎo)線兩條實(shí)驗(yàn)原理：控制參量一定，研究與的關(guān)系；控制參量一定，研究與的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟： (1)用天平測出小車質(zhì)量m，在砂桶內(nèi)加適量的砂，

5、用天平測出砂和桶的總質(zhì)量m1(要保證m10.05m，或小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和桶的總質(zhì)量)。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長木板上。 (2)把紙帶系在小車上，并使紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。把木塊墊在裝有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的木板一端下面，調(diào)節(jié)木塊位置使小車能在木板上做勻速運(yùn)動。這時(shí)，小車所受摩擦阻力與小車所受重力沿斜面方向的分力平衡(注意此時(shí)未掛砂桶)。 (3)把系在砂桶上的細(xì)線繞過木板上的定滑輪后系在小車上，把小車放在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，放開小車，便在紙帶上留下反映小車運(yùn)動狀況的點(diǎn)跡。取下紙帶并編上號碼。 (4)給小車換上新紙帶，保持小車質(zhì)量不變。往砂桶內(nèi)加一些砂，并稱出其質(zhì)量(注意仍需保證m>>m1)。

6、重復(fù)步驟(3)。如此做幾次。對各次實(shí)驗(yàn)所得的紙帶取好計(jì)數(shù)點(diǎn)，進(jìn)行測量和計(jì)算，求出每條紙帶對應(yīng)的小車的加速度，分別記入上面的表格中。圖像法：用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示作用力，作用力的大小等于重物的重力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)，如果這些點(diǎn)是一條過原點(diǎn)的直線上，便證明了加速度與作用力成正比。(5)保持砂桶總質(zhì)量m1不變，往小車上依次加不同數(shù)目的砂袋(其質(zhì)量預(yù)先測出)，重復(fù)步驟(3)幾次。把各次紙帶數(shù)據(jù)記入下面的表格中。用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示小車和砝碼總質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上畫出相應(yīng)的點(diǎn)。如果這些點(diǎn)是在一條過原點(diǎn)的直線上，就證明了加速度與質(zhì)量成反比。 (6)分析

7、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看是否符合牛頓第二定律。 注意事項(xiàng)： (1)平衡摩擦力：采用上述“墊板法”平衡摩擦力（未掛沙桶）改變小車質(zhì)量和繩子拉力均不需再調(diào)。這是因?yàn)槟Σ亮托≤囁苤亓ρ匦泵娣较虻姆至偸浅烧鹊刈兓?。調(diào)勻速時(shí)，先進(jìn)行目測，最后應(yīng)打一條紙帶觀察，看是否調(diào)到勻速了。（系統(tǒng)誤差）(2)為了保證m>>m1，小車質(zhì)量應(yīng)足夠大。（系統(tǒng)誤差） (3)如果平衡摩擦力做得不好，則圖像不會通過坐標(biāo)原點(diǎn)(平衡過度：直線上移；平衡不足：直線下移)；如果不滿足m>>m1的條件，圖像將會是一條曲線（趨于平緩）。出現(xiàn)后一種情況時(shí)，可以采用保證運(yùn)動系統(tǒng)(小車和砂桶)的總質(zhì)量不變來消除。辦法是，預(yù)先

8、在小車內(nèi)裝幾個小砝碼，在需要改變加速的力時(shí)，把這些砝碼移少量到砂桶內(nèi)。只要摩擦力能得到較好的平衡，就可以得到過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線。不過，在計(jì)算質(zhì)量時(shí)，應(yīng)把砂桶的總質(zhì)量考慮在內(nèi)。 (4) 繩子平行于斜面，桶應(yīng)該穩(wěn)定，不要晃動 （偶然誤差）(5) 改變重物和小車質(zhì)量后，每次開始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，再放開小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。（偶然誤差）3、探究動能定理 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄亢懔ψ龉εc物體動能改變的關(guān)系實(shí)驗(yàn)儀器：附有定滑輪的長木板，薄木板，小車、細(xì)線，砝碼盤及砝碼，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、低壓交流電源，導(dǎo)線，天平，毫米刻度尺，紙帶及復(fù)寫紙帶；實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證在外力作用下物體做加速運(yùn)動或

9、減速運(yùn)動時(shí)，動能增量等于合外力所做的功。 實(shí)驗(yàn)原理：利用驗(yàn)證牛二的裝置，測出力對物體作不同的功時(shí)物體動能的變化，從而得到恒力做功與物體動能改變的關(guān)系實(shí)驗(yàn)步驟用天平測出小車質(zhì)量，并記錄按實(shí)驗(yàn)圖安裝裝置，調(diào)定滑輪高度，使細(xì)線與木板平行平衡摩擦力：在長木板的不帶定滑輪的一端下面墊薄木塊，并反復(fù)移動其位置，直到小車在斜面上勻速運(yùn)動為止。在砝碼盤中加砝碼（要使小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼的質(zhì)量），把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，取下紙帶并標(biāo)記使用的砝碼質(zhì)量重復(fù)步驟，打條紙帶；選一點(diǎn)跡清晰的紙帶分析數(shù)據(jù)，記錄需要的數(shù)據(jù)注意事項(xiàng)：1 砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（若對系統(tǒng)用動能定理（動

10、能中的質(zhì)量用M+m）則不需要滿足這個要求）2 平衡摩擦力時(shí)，砝碼盤中不要加砝碼，但應(yīng)連接著紙帶且接通電源3 小車所受阻力f應(yīng)包括小車受的摩擦力和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器對小車后所拖紙帶的摩擦力4 小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并且要先接通電源后再放開小車4、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)儀器：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及電源、重錘、紙帶、復(fù)寫紙片、刻度尺、帶有鐵夾的鐵架臺、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)原理：在只有重力做功的自由落體運(yùn)動中，物體的重力勢能和動能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能守恒，利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄物體自由下落的高度h及計(jì)算出瞬時(shí)速度v，從而驗(yàn)證重力勢能的減少量與物體動能的增加量相等。Mgh=1/2 mv2-o 即g

11、h=1/2 v2實(shí)驗(yàn)步驟：1 將實(shí)驗(yàn)裝置按要求裝好，將紙帶固定在重物上，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2 先用手提起紙帶，使重物靜止在靠近計(jì)時(shí)器的地方3 接通電源，松開紙帶，讓重物自由下落，這樣就在紙帶上打下一系列點(diǎn),重復(fù)幾次4 從已打出紙帶中，選出第一、二點(diǎn)間的距離接近2mm（計(jì)算得出的第一個點(diǎn)）并且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量。5 在挑選的紙帶上，記下第一點(diǎn)的位置O，并在紙帶上從任意點(diǎn)開始一次選取1、2、3、4 并量出各點(diǎn)到O的距離，即下落的h1、h2、h36 求出V2、V3、V4.7比較gh與1/2v2，依次比較注意事項(xiàng)：(1)實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的安裝，兩紙帶限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力。(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作正常后才能松開紙帶讓重錘落下。(3)紙帶上端最好不要懸空提著，而要用手按在墻上，這樣可保證下落的初速度為零，并且紙帶上打出的第一個點(diǎn)是清晰的一個小點(diǎn)。(4)測量下落高度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)算起，為了減