第2节 匀变速直线运动的实验探究
[学习目标] 1．练习使用打点计时器． 2.掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法． 3.测定匀变速直线运动的加速度． 4.学会探究仅在重力作用下物体运动的规律和方法．
一、实验原理和方法
1．打点计时器
(1)结构及特点
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电火花打点计时器
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电磁打点计时器
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结构图示
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工作电压
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220 V交流电
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4～6 V交流电
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打点方式
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周期性产生电火花
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振针周期性上下振动
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打点周期
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0.02 s
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0.02 s
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记录信息
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位移、时间
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(2)工作原理：纸带穿过打点计时器在物体带动下运动时，振针的上下振动便会通过复写纸在纸带上留下一系列小点，相邻两点对应的时间为0.02 s，相邻两点之间的距离可以用尺子测量，这样打点计时器既记录了时间，又记录了对应的位移．
2．频闪照相法及其应用
(1)频闪照相法：利用照相技术，每隔一定时间曝光一次，从而形成间隔相同时间的影像的方法．
(2)频闪灯：每隔相等时间闪光一次，如每隔0.1 s闪光一次，即每秒闪光10次．
(3)频闪照片：利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出运动物体每隔相等时间所到达的位置，通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片．
(4)记录信息：物体运动的时间和位移．
3．物体是否做匀变速直线运动的判断方法
(1)利用平均速度v＝，当Δt很短时，可以近似认为平均速度等于t时刻的瞬时速度，利用速度和时间关系判断物体是否做匀变速直线运动．
(2)利用Δs＝s2－s1＝s3－s2＝…＝sn－sn－1＝aT2判断物体是否做匀变速直线运动．
二、实验器材
打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等．
三、实验步骤
1．将打点计时器固定在长木板的一端，并用垫片垫高此端，使木板倾斜．如图所示．
2．连接好打点计时器的电路．(注意此过程中要断开开关)
3．将纸带穿过打点计时器，连接在小车后面，并使小车靠近打点计时器．
4．闭合电路开关，然后释放小车，打完纸带后立即关闭电源．
5．更换纸带，重复操作三次．
6．选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开头一些过于密集的点，找一适当的点作为开始点．选择相隔0.1 s的若干个计数点进行长度测量，并将数据填入下面表格中．
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计数点位置编号
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0
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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时间t/s
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0
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0.1
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0.2
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0.3
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0.4
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0.5
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0.6
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相邻计数点间的距离s/m
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对应计数点的速度v/(m·s－1)
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四、数据处理
1．用逐差法求加速度
以取六个间隔为例，则
a1＝，a2＝，a3＝.
加速度的平均值为
a＝(a1＋a2＋a3)
＝
＝[(s4＋s5＋s6)－(s1＋s2＋s3)]．
