实验一 研究匀变速直线运动
1．实验目的
(1)练习正确使用打点计时器，学会利用打上点的纸带研究物体的运动。
(2)掌握判断物体是否做匀变速直线运动的方法(Δx＝aT2)。
(3)测定匀变速直线运动的加速度。
2．实验原理
(1)打点计时器
①作用：计时仪器，当所用交流电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点。
②工作条件
③处理纸带数据时区分计时点和计数点：计时点是指打点计时器在纸带上打下的点。计数点是指测量和计算时在纸带上所选取的点，要注意“每5个点取一个计数点”与“每隔4个点取一个计数点”取点方法是一样的，时间间隔均为0.1 s。
(2)匀变速直线运动的判断
①沿直线运动的物体在连续相等时间T内的位移分别为x1、x2、x3、x4…，若Δx＝x2－x1＝x3－x2＝x4－x3…，则说明物体在做匀变速直线运动，且Δx＝aT2。
②利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度，作出物体运动的vt图象。若vt图象是一条倾斜的直线，则说明物体的速度随时间均匀变化，即做匀变速直线运动。
3．实验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸片。
4．实验步骤
(1)放长木板：把带有滑轮的长木板平放在实验桌上(如图所示)。
(2)定打点计时器：把打点计时器固定在长木板的一端，将纸带穿过打点计时器限位孔。
(3)挂钩码：将小车停在靠近打点计时器的位置，用细绳一端连小车，另一端挂上适当的钩码。
(4)打点：先接通电源，后释放小车，让小车拖着纸带运动打点，小车停止运动后立即关闭电源。
(5)重复：换上新的纸带，重复实验两次。
5．数据处理
(1)计算速度
根据中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，求各计数点瞬时速度：
vA＝，vB＝，vC＝等。
(2)作vt图象
建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，根据数据描点。画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍去。
(3)计算加速度
方法一：根据a＝，先求出各点的速度，作出vt图象，计算图线的斜率即加速度。
方法二：根据a＝，将纸带数据分成时间相等的两大段，设图中相邻计数点的时间间隔是T，则a＝。
6．注意事项
(1)使纸带、小车、细绳和定滑轮在一条直线上。
(2)开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
(3)先接通电源，计时器工作稳定后，再释放小车，当小车停止运动时及时断开电源。
(4)实验时要防止钩码落地，小车与滑轮碰撞。
(5)选择一条点迹清晰的纸带，舍弃点密集部分，适当选取计数点。
(6)在画图象时，注意坐标轴单位长度的选取，使图象分布在坐标平面的大部分面积上。使图象中的点尽量均匀分布在图线两侧。
