知識點高中物理

實驗：探究小車速度隨時間變化的規律

實驗目的：

1、練習使用打點計時器，學習利用打上點的紙帶研究物體的運動。

2、學習用打點計時器測定即時速度和加速度。

實驗原理：

1、打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，它每隔0.02s打一次點（由於電源頻率是50Hz），因此紙帶上的點就表示了和紙帶相連的運動物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以瞭解物體運動的情況。

2、由紙帶判斷物體做勻變速直線運動的方法：如圖所示，0、1、2……為時間間隔相等的各計數點，s1、s2、s3、……為相鄰兩計數點間的距離，若△s=s2-s1=s3-s2=……=恆量，即若連續相等的時間間隔內的位移之差為恆量，則與紙帶相連的物體的運動為勻變速直線運動。

3、由紙帶求物體運動加速度的方法：

①用“逐差法”求加速度：即根據s4-s1=s5-s2=s6-s3=3aT2（T為相鄰兩計數點間的時間間隔）求出a1=、a2=、a3=，再算出a1、a2、a3。

②用v-t圖法：即先根據vn=求出打第n點時紙帶的瞬時速度，後作出v-t圖線，圖線的斜率即為物體運動的加速度。

實驗器材：

小車，細繩，鈎碼，一端附有定滑輪的長木板，打點計時器，低壓交流電源，導線兩根，紙帶，米尺。

實驗步驟：

1、把一端附有定滑輪的長木板平放在實驗桌上，並使滑輪伸出桌面，把打點計時器固定在長木板上沒有滑輪的一端，連接好電路，如圖所示；

2、把一條細繩拴在小車上，細繩跨過滑輪，並在細繩的另一端掛上合適的鈎碼，試放手後，小車能在長木板上平穩地加速滑行一段距離，把紙帶穿過打點計時器，並把它的一端固定在小車的後面；

3、把小車停在靠近打點計時器處，先接通電源，再放開小車，讓小車運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點，取下紙帶，換上新紙帶，重複實驗三次；

4、選擇一條比較理想的紙帶，舍掉開頭的比較密集的點子，確定好計數始點0，標明計數點，正確使用毫米刻度尺測量兩點間的距離，用逐差法求出加速度值，最後求其平均值。也可求出各計數點對應的速度，作v-t圖線，求得直線的斜率即為物體運動的加速度。

注意事項：

1、開始釋放小車時，應使小車靠近打點計時器。

2、應該先接通電源，再釋放小車，當小車到達滑輪前及時用手按住。

3、先斷開電源，再取下紙帶。

4、對於電磁打點計時器，如打出的點較輕或是短線時，應調整振針距複寫紙的高度。

5、選擇一條理想的紙帶，是指紙帶上的點跡清晰，適當捨棄點密集部分，適當選取計數點(注意計數點與計時點的區別)，弄清楚所選的.時間間隔T等於(n－1)t。

6、每打好一條紙帶，將定位軸上的複寫紙換個位置，以保證打點清晰(注意此項只對於電磁打點計時器才適用)。

7、不要分段測量各段位移，應一次測出各計數點與0計數點的距離，再逐個計算x1、x2、x3…，讀數時應估讀到0.1mm。

8、儘可能保證小車做勻加速直線運動的方法是：

①細繩儘可能與板面保持平行；

②滑輪和車輪靈活；

③長木板表面粗糙程度、紙帶與打點計時器之間的摩擦基本保持一致。

電勢差與電場強度的關係質檢題

1．關於場強和電勢差的關係，説法正確的是( )

A．電場強度越大的地方，電勢越高，任意兩點間的電勢差越大

B．沿着電場線方向，任何相同距離上的電勢降低必定相等

C．電勢降低的方向必定是電場強度的方向

D．沿着電場線方向，單位距離上降落的電勢越大，則場強越大

解析：選D.電場強度越大的地方，電勢不一定越高，如負點電荷形成的電場，越接近點電荷，電勢越低，A錯誤；在勻強電場中沿電場線方向，任何相同距離上電勢降低必定相等，B錯誤；電勢降低的方向不一定是電場強度方向，C錯誤；由E＝Ud可知，單位距離上降落的電勢越大，場強越大，D正確．

2．如圖1－6－10所示，在一勻強電場區域中，有A、B、C、D四點恰好位於一平行四邊形的四個頂點上，已知A、B、C三點電勢分別為φA＝1 V，φB＝4 V，φC＝0，則D點電勢φD的大小為( )

圖1－6－10

A．－3 V B．0

C．2 V D．1 V

解析：選A.在勻強電場中，由於AD與BC平行且相等，故UAD＝UBC，即φA－φD＝φB－φC，代入數據解得φD＝－3 V.

3.如圖1－6－11所示是電場中的一條電場線，已知ab＝bc，則下列關係式中一定正確的是( )

圖1－6－11

A．Ea＝Eb＝Ec B．Ea>Eb>Ec

C．φa>φb>φc D．Uab＝Ubc

解析：選C.只根據一條電場線無法確定該電場是否是勻強電場，故A、B、D都不正確．