打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导

首页 > 教育 > 作者:YD1662024-06-03 07:03:10

  1. 打点计时器分类:

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(1)

电磁打点计时器

①电磁打点计时器,工作电压6~8v,由于电磁相互作用振针不断击打复写纸盘打点。

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(2)

电火花打点计时器

②电火花计时器,工作电压220v,依靠火花放电打点。

共同点:都是使用交变电源。频率为50hz时,打点周期都为0.02s。

2、操作要求:①必须先打开计时器开关,然后释放物体;②物体靠近计时器释放;③物体、纸带、限位孔在一条线上。

3、数据处理:

①某点瞬时速度的求解。

依据的是匀变速直线运动推论1:一段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度。所以看该点是哪段时间的中间时刻,转为求这段过程的平均速度。

例如:如图所示,某同学在做“研究匀变速直线运动”实验中,由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点的时问间隔为T=0.10s,其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm,则D点处瞬间速度大小是________m/s,

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(3)

根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该过程中的平均速度,可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度,即:

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(4)

②加速度的求解。

依据匀变速直线运动的推论2,连续相等时间内的位移差为一恒量,位移差记为△x,则△x=at²。

但需要注意的是,如果给的多段位移差并不完全相等时,即有误差时,需要用到逐差法来减小误差。

如上例,小车运动的加速度计算表达式为___________________,加速度的大小是________m/s2.(计算结果保留两位有效数字)

根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:

x4-x1=3a1/T²

x5-x2=3a2/T²

x6-x3=3a3/T²

为了更加准确地求解加速度,我们对三个加速度取平均值,得:

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(5)

即小车运动的加速度计算表达式为:

打点计时器瞬时速度求法,打点计时器加速度计算公式推导(6)

代入数据解得:a≈0.64m/s²。

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