用打点计时器测量瞬时速度

实验目的

学会用纸带数据求各点的瞬时速度，理解用平均速度近似瞬时速度的方法。

实验原理

时间间隔越短，平均速度越接近该时刻的瞬时速度。匀变速直线运动中，某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度。所以第n点的速度为 vn = (xn + xn+1)/(2T)，即该点前后两段位移之和除以对应的两个时间间隔，T为相邻点的时间间隔。

实验器材

• 打点计时器
• 交流电源
• 纸带
• 小车
• 长木板
• 刻度尺

实验步骤

1. 把纸带穿过打点计时器并与小车相连，接好电源。
2. 先接通电源，再释放小车，打出一条纸带。
3. 选择点迹清晰处，确定要研究的点，标出相邻计数点。
4. 用刻度尺测出该点前后两段的位移。
5. 代入 v = (xn + xn+1)/(2T) 计算该点的瞬时速度。
6. 用同样方法算出其他点的速度，列表记录。

实验现象与结论

小车做加速运动时，各点速度随时间逐渐增大。取的时间间隔越短，求得的平均速度越接近该点的瞬时速度。各点的速度数据可用来作v-t图像，进一步研究运动规律。

注意事项

• 应先接通电源，再释放小车。
• 测量位移时从同一零点量起，减小误差。

常见问题

为什么能用平均速度代替瞬时速度？

在很短的时间内速度变化很小，这段时间的平均速度近似等于该时刻的瞬时速度。

求纸带上某点的速度，应取哪两段位移？

取该点前、后相邻的两段位移之和，除以对应的两个时间间隔。