怎样测定匀加速直线运动加速度,

怎样测定匀加速直线运动加速度,

测定匀变速直线运动的加速度
　　[实验目的]
　　1．练习使用打点计时器,学习利用打上点的纸带研究物体的运动.
　　2．学习用打点计时器测定即时速度和加速度.
　　[实验原理]
　　1．打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,它每隔0.02s打一次点（由于电源频率是50Hz）,纸带上的点表示的是与纸带相连的运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上点之间的间隔,就可以了解物体运动的情况.
　　2．由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图所示,0、1、2……为时间间隔相等的各计数点,s1、s2、s3、……为相邻两计数点间的距离,若△s=s2-s1=s3-s2=……=恒量,即若连续相等的时间间隔内的位移之差为恒量,则与纸带相连的物体的运动为匀变速直线运动.
　　3、实验原理


　　分析一个以加速度a向右运动的物体,如图所示.物体初速为vA,经过时间T运动了Sn,速度增加到了v中,又经时间T再前进Sn+1,速度为vB.根据匀变速直线运动的位移公式、速度公式和平均速度公式不难推出,在以上运动中,物体在相邻两个时间间隔内所通过的位移之差是一个常数,即：
　　Sn+1-Sn=aT2　　同理　Sn+3-Sn=3aT2
　　让纸带与小车相连,测出打点计时器在纸带上所打轨迹点间的位移S1、S2、S3……,若小车做匀变速直线运动,则相邻位移之差应该是一个常数,于是,就可以进一步运用公式计算小车的瞬时速度和加速度.
　　由匀变速直线运动的速度公式和平均速度公式还可以推出,做匀变速运动的物体,在某段位移中间时刻的瞬时速度,就等于物体在这段位移上的平均速度,对上图有：
　　v中＝ = =
　　为了减小长度测量的误差,通常每隔四个轨迹点选一个记数点来计算位移,这样T=0.02s×5=0.1s.
　　4．由纸带求物体运动加速度的方法：
　　（1）用“逐差法”求加速度：即根据s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T为相邻两计数点间的时间间隔）求出a1= 、a2= 、a3= ,再算出a1、a2、a3的平均值即为物体运动的加速度,即：
　　a=
　　（2）用v-t图法：即先根据vn= 求出打第n点时纸带的瞬时速度,后作出v-t图线,图线的斜率k=tana=Δv/Δt=a,即为物体运动的加速度.
　　图线法可以减小偶然误差对实验的影响.
　　[实验器材]
　　小车,细绳,钩码,一端附有定滑轮的长木板,打点计时器,低压交流电源,导线两根,纸带,米尺等.
　　[实验步骤]
　　1．把一端附有定滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,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,如图所示.
　　2．把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,并在细绳的另一端挂上合适的钩码,试放手后,小车能在长木板上平稳地加速滑行一段距离,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面.
　　3．把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,再放开小车,让小车运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,取下纸带,换上新纸带,重复实验三次.
　　4．选择一条比较理想的纸带,舍掉开头的比较密集的点子,确定好计数始点0,标明计数点,正确使用毫米刻度尺测量两点间的距离,用逐差法求出加速度值,最后求其平均值.也可求出各计数点对应的速度,作v-t图线,求得直线的斜率即为物体运动的加速度.
　　[注意事项]
　　1．纸带打完后及时断开电源.
　　2．小车的加速度应适当大一些,以能在纸带上长约50cm的范围内清楚地取7～8个计数点为宜.
　　3．应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点,通常每隔4个轨迹点选1个计数点,选取的记数点不少于6个.
　　4．不要分段测量各段位移,可统一量出各计数点到计数起点0之间的距离,读数时应估读到毫米的下一位.