實驗名稱
探索汽車速度隨時間變化的規(guī)律
實驗目標和要求
1. 進一步練習使用點計時器；
2、能夠利用平均速度求解瞬時速度；
3. 能夠利用VT圖像處理實驗數(shù)據(jù)變速直線運動，并據(jù)此判斷物體運動的性質(zhì)。
實驗原理
1、利用點計時器打印的紙帶上的信息，中間點的瞬時速度約等于相鄰兩點之間的平均速度變速直線運動，從而計算出瞬時速度。
2、用點追蹤法對汽車做vt圖像，根據(jù)圖像的形狀判斷汽車運動的性質(zhì)，如果得到的圖像是一條傾斜的直線，說明汽車在做勻加速直線運動。
實驗設備
電火花打點定時器（電磁打點定時器）、學生電源、電線、碳粉紙盤（復寫紙）、紙帶、帶滑輪的長木板、手推車、細繩、掛鉤、尺子、坐標紙。
實驗步驟
1、將帶有滑輪的長木板放在實驗桌上，將點鐘計時器固定在木板上，將紙帶穿過點鐘計時器并連接到小車上，再用細繩連接小車，穿過定滑輪后連接到掛鉤上，使小車停在點鐘計時器附近。
注意：滑輪必須突出于桌邊，防止繩子與桌邊摩擦，產(chǎn)生阻力，影響實驗。
2、接通電路，打開點計時器的電源，然后松開小車，讓小車在掛鉤的牽引下移動，點計時器會在紙帶上留下一串圓點，然后立即關閉點計時器。
注意：釋放物體之前必須打開點計時器。
3. 更換紙帶，重復實驗兩次。
4.增加或減少鉤碼，按照上述步驟再進行兩次實驗。
數(shù)據(jù)處理與分析
1、紙帶的選擇
從三條紙帶中選取一條理想的紙帶，舍棄開頭的一些密集點，在后面方便測量的地方找一個起點，確定計數(shù)點。
注：為了便于計算，減少誤差，通常采用連續(xù)5個點所花的時間作為時間間隔，即T=5×0.02s=0.1s。
2. 數(shù)據(jù)收集方法
如圖所示，一般不直接測量兩個計數(shù)點之間的距離，而是先測量每個點到第一個點的距離，然后再計算兩個相鄰計數(shù)點之間的距離。
3.速度計算方法
每個計數(shù)點的瞬時速度都用該點兩側(cè)點之間的平均速度來代替。
…
，其中起點左側(cè)沒有點，且點0和點1非常接近，因此起點的速度可以近似認為是
。
4. 設計表格并記錄相關數(shù)據(jù)
將計算出的數(shù)據(jù)填入下表中
類似地，計算增加或減少鉤重后兩次試驗的速度，并填寫在標有
和
兩條線。
5.制作汽車運動的vt圖像
（1）在坐標紙上建立直角坐標系，橫軸代表時間，縱軸代表速度，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)標繪各點。
（2）畫一條經(jīng)過盡可能多的點的直線。不在線上的點均勻分布在線的兩邊，偏差大的點忽略。如圖所示。
注意：如果某些點很難落在直線上，則應將它們大致均勻地分布在直線的兩側(cè)。這樣圖像會更符合實際規(guī)律。
錯誤分析
1、木板粗糙度不一樣，摩擦不均勻。
2、紙帶測量的位移存在誤差，從而計算出的瞬時速度存在誤差。
3. 制作VT圖像時，單位選擇不合適或手工繪制不準確都可能導致錯誤。
注：選擇圓點清晰的紙帶，適當舍棄圓點密集部分，適當選擇計數(shù)點（區(qū)分計數(shù)點與計時點）物理資源網(wǎng)，算出選擇的時間間隔T。為區(qū)分計時器打出的計時點和人工選擇的計數(shù)點，一般在紙帶上每隔4個點選取一個計數(shù)點，即時間間隔為T=5×0.02s。
為了防止吊鉤掉落到地面以及小車與滑輪相撞，在小車到達滑輪之前，應用手按住。
在坐標紙上繪制vt圖像時，要注意坐標軸單位長度的選擇，以便圖像分布在較大的坐標平面上。