• 器材:
    • 只需要刻度尺和打点计时器。
    • 电磁打点计时器电压小(4∼6V4\sim 6V),电火花打点计时器电压大(220V220V),二者都使用交流电源。
  • 作图:描点时尽量让最多的点被直线连接,直线左端需要延伸至 t=0t=0。
  • 计算瞬时速度要用尽量多的点,假如打了 A∼EA\sim E 五个点,则 vC=∣AE∣4tv_C=\frac{|AE|}{4t}。
  • 时间间隔:有 44 个点未画出 ⇒\Rightarrow 时间间隔为 0.02×(4+1)=0.1s0.02\times (4+1)=0.1s。
  • 刻度尺要估读一位,保留 xx 位有效数字 = 从第一个非零位置开始数 xx 位。
  • 逐差法计算加速度:尽量利用更多的数据,减小误差。设有 2n2n 段(2n2n 为偶数,若给了奇数段的话,直接舍弃中间的那一段),第 1≤i≤n1\leq i\leq n 段长度为 xix_i,则将第 i≤ni\leq n 段与第 i+ni+n 段匹配,用这两段计算出的加速度是 a=Δvt=vi+n−vinΔt=xi+nΔt−xiΔtnΔt=xi+n−xinΔt2a=\frac{\Delta v}{t}=\frac{v_{i+n} -v_i}{n\Delta t}=\frac{\frac{x_{i+n}}{\Delta t}-\frac{x_i}{\Delta t}}{n\Delta t}=\frac{x_{i+n}-x_i}{n\Delta t^2},其中 Δv\Delta v 取的是两段位移中点的瞬时速度。将所有 nn 对匹配算出的 aa 取平均值,整理式子得 ∑i=n+12nxi−∑i=1nxin2Δt2\frac{\sum^{2n}_{i=n+1}x_i-\sum^{n}_{i=1}x_i}{n^2\Delta t^2}。
  • 逐差法这个名字是非必要的! 它实际与对前后两部分整体做位移差公式 x2−x1=at2x_2-x_1=at^2 是完全等价的,将 x2=∑i=n+12nxi,x1=∑i=1nxi,t=nΔtx_2=\sum_{i=n+1}^{2n} x_i,x_1=\sum_{i=1}^n x_i,t=n\Delta t 代入即可。
  • 分清楚位移与位移的前缀和(简单但是重要)。
  • 细线必须与长木板平行,否则加速度不恒定;应当先接通电源再释放小车,否则会浪费纸带;小车的质量不需要远大于钩码的质量,不需要平衡摩擦力。
  • 理论上 Δt\Delta t 大小越小越好,Δx\Delta x 大小与速度误差有关。
  • 如何检验小车速度随时间均匀变化:⇒\Rightarrow 小车位移随时间的平方均匀变化 ⇒\Rightarrow 测出每两个相邻且相等的时间内小车位移差是否恒定,即 ∀2≤i<n,xi−xi−1=xi+1−xi\forall 2\leq i< n, x_i-x_{i-1}=x_{i+1}-x_i。