方法点拨 注意此处空半格实验得到纸带后,先用某段的平均速度代替各点的瞬时速度,再分别求出各段的加速度,比较各段的加速度的值,这是判断物体的运动是否为匀变速直线运动的方法之一。
用某段的平均速度代替各点的瞬时速度,但要注意让算哪段上的就用那段上的位移除以时间。
打点计时器使用50赫兹的交流电,因此,每隔0.02s的时间在纸带上打下一个点,6个点为一段的时间是0.1s,另一种说法:每隔5点取一段的时间也是0.1s。
多次实验取平均值来有效减小实验误差。
二、频闪照相法及其应用
频闪照相法是利用频闪照相技术,每隔一定时间曝光,从而形成时间间隔相同的影像的方法。在频闪照相会用到频闪灯,它每隔一段相同的时间闪光一次。在暗室中照相机和背景刻度都是固定着的,让照相机对准实验装置,并使快门处于常开状态,当物体运动时,频闪灯1秒内可快速地亮-灭30次,在每次闪亮的一瞬间,照亮了物体,于是在照相底片上留下了这一瞬间小车的位置--相当于用打点计时器在纸带上大出的一个点,留下了这一瞬间小车的位置,得到频闪照片。
频闪照相法与打点计时器的方法相比,频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率,频闪照片上相同时间间隔的影像则与打点计时器在纸带上打出的点子相当。频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息。通过对照片的研究,就可以分析物体运动的速度变化规律。
规律总结 频闪相机频闪一次只记录一个影像,事先要计划主体运动速度和单张底片所需影像的数目,并以此为根据来较为精确地设定合适的频闪次数与间隔。由于照片尺寸不一定于实际情况相符,所以处理闪光照片时有时不能像处理纸带那样用刻度尺直接测量两闪光点之间的距离,而应该把该物体放在一背景坐标中,物体的位移直接从坐标上读出。这种实验方法与使用打点计时器相比,避免了纸带与限位孔间的摩擦阻力,增加了实验精度,缺点是器材要求高。
三、科学探究--一种匀变速直线运动
1.明确实验原理、目标
本实验的目标是:在学会打点计时器的使用、纸带数据处理、测瞬时速度以及求加速度的基础上,运用这些知识和技能探究物体仅在重力作用下运动速度与时间变化的规律,看是否做匀变速直线运动;体验通过实验探究培养学习物理和研究物理问题的方法,学习寻找规律的方法。
2.体验实验过程
(1)准备的实验器材
打点计时器,纸带,复写纸,低压交流电源,重物,毫米刻度尺,导线,铁架台,夹子。
(2)实验装置示意图