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视频 介绍

利用打点计时器测量小车的加速度

本节课主要介绍了利用打点计时器测量小车的加速度。

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同学们好,欢迎来到惋惜十分钟学校,今天我和大家一起学习匀变速直线运动的加速度的实验的求解.

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我们利用打点计时器测量小车的加速度,这个实验的目的是用打点计时器研究小车在重物牵引下的运动,探究小车的速度随着时间的变化规律.

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二、进一步熟悉打点计时器的使用及指代的分析方法,三、会用图像法处理实验数据.

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我们的实验步骤是这样的,如下图所示,把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并且使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上,没有滑轮的一端连接好电路.

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二把一条细绳拴到小车上,使细绳跨过滑轮下边挂上钩码,把纸带穿过打点计时器,纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面,把小车停在靠近打点计时器处,接通电源之后释放小车,让小车拖着纸带运动打点计时器,就在纸带下打下一系列的点.

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然后我们再换上新的纸带重复实验,增减所有所挂的钩码,按以上步骤再做几次实验,然后是我们的数据处理方法..

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当我们拿到纸袋时,如图所示,我们选取纸带确定技术点进行测量,我们在之前的学习中应该知道我们的技术点,是因为打点计时器相邻两点之间的时间间隔零点零二秒,非常的短.

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所以我们就延长使两计数点之间的点数过多,点数较多,从而延长了两点间的时间,使测量更加的准确.

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为了便于测量,一般舍取开头一些过于密集的点击,找一个适当的点作为技术点的零点,我们刚才说到我要延长时间,使两点之间时间长一点,测量较为准确.

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我们通常是每五个点即相隔01秒,取一个计数点进行测量,如下图所示.

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相邻两点中间还有四个点没有画出来,二瞬时速度的计算,瞬时速度的求解方法是由于时间间隔很短的时候,可以用某段时间的平均速度,表示这段时间内的某一时刻的瞬时速度,集VN等于X加上XN加1÷2T.例如图中第四个点的瞬时速度,可以用3到5之间的距离除以二TT是每一段时间,其中X35表示3到5之间的距离,T是零点一秒,那么2T就是3到5之间的时间.

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二设计表格并记录相关的数据,我们位置的编号012345时间,其实这应该是时刻零时刻01秒末02秒魔03秒末04秒末05秒末,记录X算出速度,这是表格的设计.

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设计表格之后,我们做出运动的VT图像,第一要定标度,坐标轴的标度选取要合理,要是图像大致分布在坐标平面的中央级,我们的图样不得过于倾斜或者过于平缓,二描点描点时要用平行于两坐标轴的虚线表示该点的位置坐标,所描的点一边一般用一个较重的点标明,连线用一条曲线或直线,拟合这些点仔细观察所描个点的分布情况.

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用一条直线你和这些点的时候,既让所画的直线的连接尽可能多的点不能连接,在不能连接的点映均匀分布在直线的两侧,舍弃离直线较远的点.

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当然在这里需要说明我们如果要画直线的时候,我首先应该要做的事情,判断这些点尽量看起来应该在一条直线,或者能看起来像在一条直线上,我们判断它应该是一条直线.

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接下来我们看一看,写几个例子.

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例一为了计算加速度,最合理的方法是,我们得到VT图像之后,我想知道加速度怎么办呢?

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A根据任意两计数点的速度,用公式V等于德尔塔V比德尔塔T算出加速度,这显然是不合理的.

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刚才我们的图像中看到,当小车拉着当钩码拉着小车,小车拉着纸带一起在运动时,它的VT图像其实虽然是直的,但是它的不同的点由于实验的误差的原因,所以他的点并不全部在直线上.

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如果我任意取两个点算加速度的话,显然可能会带来很大的误差.

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B根据实验数据画出VT图像,量出其倾角,由公式A等于泰米尔法求出加速度,这也是不合理的,应该说用公式A等于泰利阿尔法的方式,他是数学的方式,在数学中的斜率就应该等于泰米尔法,但是数学中的直角坐标系横纵坐标单位长度,所表示的数值及异议均是相等的,但是在物理中横纵坐标111不同二,单位长度所表示的数值往往也不同,所以我们的泰尼尔法往往与我们的实际的加速度不符.

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所以这种方法是错误的.

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C根据实验数据画出VT图像,由图像上相距较远的两点对应的速度时间,用公式A等于德尔塔V比德尔塔T算出加速度,这种方法指的是我们在VT图像中去较远的两点.

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第一为什么要在VT图像中去取胶原两点,是因为VT图像认为通过你和的方式已经减小了小车运动过程中的运动的误差较大的数据,第二去较远的两点时使其测量的时候误差要小,从而这种方式算出的加速度我们认为是更接近真实值的.

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第一次算出通过连续量计数点间的加速度,算出平均值作为小车的加速度,这是一样的问题.

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看起来它确实减少了运动的误差,但是它确实减少了我们运算过程中的运动的误差,但实际上这种误差相比叫VT图像的拟合的方式来说,它的减小误差的方式没有C选项也就是图像的方式更好,那么这道题最佳的选项当然是C选项.

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因为VT图像通过你和的方式算出的加速度认为是更接近真实值,两在探究小车速度随时间变化的规律的实验中,如图所示给出了从零点开始每五个点取一个计数点的纸带,我们知道了相邻两点之间的时间是零点一秒,其中0123456都为技术点测的X1X2X3X4X五集X6集,每一段的长度都给了我们,那么在打点计时器中打出一二三四五十小车的速度为多少?

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这有12345的速度,我们来看一看我如何求一这一点速度,二这点速度,三这一点速度,四这一点速度,五这一点速度.二在平面直角坐标系中画出VT图像,三,求出小车运动的加速度显然相邻计数点之间的时间间隔T应该是零点一秒,那么对应个点的速度,我们可以采用V等于X1加X2比上2T等于1650厘米每秒.

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原因是V实际上是第二两端的中间时刻的速度,中间时刻速度当然等于平均速度,同理得到V2等于X2加X32TV3V4V五,用类似的方式均采用了方法是中间时刻的速度等于该段时间内的平均速度,我们把这些速度算出过之后,由于这个速度的纵坐标最大值是三十六点三十六点三零厘米每秒,最小值是1650厘米每秒,所以我们分段处理的时候,每一段分别代表的是十,一小段代表的是十厘米每秒.

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又由于横坐标时间间隔分别为零点一零点二零点三,所以横坐标我们用的是10的1次方秒,从而我们通过描点的方式得到了这样的一条倾斜的直线.

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那么我们如何求解加速度呢?

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在这里我们显然可以通过这幅图的延长线和这幅图像中更远的两点,然后得到这两点的纵坐标的变化和横坐标的变化,从而求出加速度的值为05米每二次方秒.

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接下来我们看看第三个例题,在探究小车速度随时间变化规律的实验中,如下图给了零点开始每五个点取一个G取一个计数点的纸带,我们知道这两点间又是01秒,其中0123456都是技术点,测得六段的长度,求小车运动的加速度.

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在这里面他没有让我们用图像来进行求解,那么我们用什么方法可以求出它的加速度呢?

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在上一节课中我给大家讲过一个知识点,匀变速直线运动中连续等时间的位移之差为常数,那么这六段显然可以看作为两大段,0到3是一段,3到6又是一段.

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而且每一段的时间都是3T,从而我们把零到三视为一段,时间3T三到六,又是一段时间也是三题.

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从而满足了匀变速直线运动连续等时间位移之差为常数的方式,于是我们就可以写X6加X5加X4,这是第二段,减去X1加X2加X3,这是第一段.

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等于加速度乘以,由于每段时间都是三体三倍的T括号平方,在这里需要说明两点.

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第一点代入数据的时候,这里给的是厘米,我要把它化成米,统一单位.

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第二点,这里面的T是指相邻计数点之间的时间为01秒,则3T应该是03秒,从而我们带入数据,最后能够得出结果系加速度等于050米每二次方秒.

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好,同学们,这节课我们通过实验来给大家说明了小车拉动纸带做匀变速直线运动的加速度的两种常见的求解方式.

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这节课就到这个地方,欢迎收看婉欣十分钟学校的其他课程.

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谢谢大家!<br />

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