结论是针对目的的。
这个实验目的是测速度,结论当然要写测出的速度是多少?准不准确等等。
计算匀变速运动中某点瞬时速度;
由匀变速运动物体在某段位移的平均速度等于物体在该段位移中点时刻的瞬时速度;
即
V(n)=〔s(n)+s(n+1)〕/2t
s(n)指第N-1个计时点到第N个计时点的位移,s(n+1)指第N个计时点到第N+1个计时点的位移?〔s(n)+s(n+1)〕指第N-1个计时点到第N+1个计时点的位移.(即把要求的点包括在了他们中间即N处)
,t指发生两个相邻计数点(N-1到N,N到N+1)之间的时间间隔.2T就是时间间隔总和
计算匀变速运动的加速度:
(1)、理想纸带的加速度计算:由于理想纸带描述的相邻两个计数点间的距离之差完全相等,即
有:S2-S1=S3-S2=…=S(n)-S(n-1)=△S=aT*T;故其加速度
a=△S/(T*T)
(2)、实际的实验纸带加速度计算:由于实验过程中存在一定的误差,导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等,为减小计算加速度时产生的偶然误差,采用隔位分析法计算,可以减小运算量,方法是,用S1,S2,S3.表示相邻计数点的距离,两计数点间的时间间隔为T。
根据=aT*T有
S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3a1T*T
同理S5-S2=S6-S3=3a2T*T
求出a1=(S4-S1)/3T*T
a2=(S5-S2)/3T*T
a3=(S6-S3)/3T*T
再求平均值计算加速度
:a=(a1+a2+a3)/3
计时器,是利用特定的原理来测量时间的装置。计时器可以用来帮你解决这些问题。操作界面简便易用,提供了基本的计时控制功能,包括:开始计时、停止计时、继续计时、操作界面简便易用复零、调整计时。
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,其工作电压是4-6V,电源的频率是50Hz,它每隔0.02s打一次点。工作原理:当给电磁打点计时器的线圈通电后,线圈产生磁场,线圈中的振片被磁化,振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动,由于交流电的方向每个周期要变化两次,因此振片被磁化后的磁极要发生变化,永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化,当振片受向下的力时打点一次,当振片受向上的力时不打点,所以在交流电的一个周期内打点一次,即每两个点间的时间间隔等于交流电的周期。
1、打点计时器的原理构造(如图)
实验原理:
(1)电磁打点计时器:它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器,当通过4—6V低压交流电时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸带运动 ,振针就在纸带上打出一系列点,当交流电源频率为50Hz时,它每隔0.02s打一点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。
(2)电火花计时器:它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时,它也是每隔0.02s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。 电火花计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。 打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。
2、带分析物体的运动情况并能计算平均速度。
(1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。
(2)根据v=△x/△t,求出在任意两点间的平均速度,这里△x可以用直尺测量出两点间的距离,△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。
3、粗略计算瞬时速度。 某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。如图1.4-1, vE≈vDG,或vE=vDF。 说明:在粗略计算E点的瞬时速度时,可利用公式v=△x/△t来求解,但须注意的是,如果取离E点越接近的两点来求平均速度,这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。
4、v-t图象与其画法 为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。
5、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)及纸带、刻度尺、电源、导线等。
6、注意事项
(1)电源电压要符合要求,电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源;电火花计时器要使用220V交流电源。
(2)实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。
(3)使用打点计时器应先接通电源,待打点计时器稳定后再用手拉纸带。
(4)手拉纸带时,速度应快一些,以防点迹太密集。