一、实验目的
2.通过实验获取数据，利用图像处理实验数据。
3.通过数据分析得出小车速度随时间变化的规律。
二、实验设计
1.实验方案：如图所示，把一端带有滑轮的长铝板平放在实验桌上，铝板上放一小车，小车一端连接穿过打点计时器的纸带，另一端连接绕过滑轮系有槽码的细绳。小车在槽码的牵引下运动，通过研究纸带上的信息，探究小车的速度随时间的变化规律。
2.实验原理
（1）计算瞬时速度
使用毫米刻度尺测量每个计数点与第一个计数点间的距离，得出每相邻两个计数点间的距离Δx1、Δx2、Δx3……，如图所示。由于各计数点的时间间隔比较短，可以用平均速度来代替瞬时速度。即v1＝，v2＝，……。
（2）根据v－t图像判断速度的变化规律
用描点法可作出小车的v－t图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。利用v－t图线的斜率可求出小车的加速度。
3.实验器材
电磁打点计时器（或电火花计时器）、复写纸、导线、一端附有定滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、交流电源、坐标纸。
三、实验步骤
1.如图所示，把附有滑轮的长铝板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，连接好电路。
2.把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带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，启动计时器，然后释放小车，
一定先接通电源，后释放小车
让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列小点，随后关闭电源。
4.增减所挂槽码的个数（或在小车上放置重物），换上新的纸带，按以上步骤再做两次实验。
四、数据处理
1.瞬时速度的计算
（1）从几条纸带中选择一条点迹最清晰的纸带，舍掉开始
纸带的选取
一些比较密集的点，在后面便于测量的地方一个点，作为计数始点，以后依次每五个点取一个计数点，并标明0、1、2、3、4、…如图所示。
（2）依次测出01、02、03、04、…的距离x1、x2、x3、x4、…，填入表中。
位置 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
长度 | x1 | x2 | x3 | x4 | x5 | x6 |
| | | | | |
各段长度 | 0～2 | 打点计时器1～3 | 2～4 | 3～5 | 4～6 | — |
| | | | | |
时间间隔 | | | | | | — |
v/（m·s－1） | | | | | | — |
| | | | | | |
（3）1、2、3、4、…各点的瞬时速度分别为：v1＝、v2＝、v3＝、v4＝……。将计算得出的各点的速度填入表中。
（4）根据表格中的数据，分析速度随时间变化的规律。
2.作出小车运动的v－t图像
（1）定标度：坐标轴的标度选取要合理，应使图像大致分布在坐标平面中央。
（2）描点：描点时要用平行于两坐标轴的虚线标明该点的位置坐标。（所描的点一般用“·”标明）
在描点时最好用坐标纸，使图线占据坐标平面的大部分面积。
（3）连线：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，如图所示。
（4）观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。
3.求解加速度
根据所画v－t图像的斜率，求出小车运动的加速度a＝。
计算小车的加速度时，应选取相距较远的两点，可以减小误差。
五、误差分析
1.根据纸带测量的位移有误差。
2.作v－t图像不准确有误差。
3.铝板的不同部位粗糙程度不完全相同。
六、注意事项
1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。
2.先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。
3.打点完毕，应立即断开电源。
4.牵引小车的槽码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小，而使各段位移差别不大，误差增大。
5.要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计数点，一般在纸带上每隔四个计时点取一个计数点，若电源频率为50 Hz，则时间间隔T＝0.1 s。
6.在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。
要点1 实验原理和实验操作
[例1] 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，
（1）实验室提供了以下器材：电火花计时器、一端附有滑轮的长铝板、小车、纸带、细绳、槽码、刻度尺、交流电源、停表、弹簧测力计。其中在本实验中不需要的器材是 。
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