廣西賓陽中學高三物理階段復習課件 1.4 實驗用打點計時器測速度 新人教版.ppt

4實驗 用打點計時器測速度 一 實驗目的1 了解兩種打點計時器的結構和工作原理 2 會安裝并使用打點計時器 3 理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并會測量瞬時速度 4 明確速度 時間圖象的意義 掌握用描點法畫圖象的方法 并畫出該實驗中的速度 時間圖象 二 實驗原理瞬時速度的測定 跟運動物體連在一起的紙帶上打出的點記錄了物體在不同時刻的位置 如圖 若測e點的瞬時速度 可測出d f兩個計數(shù)點間的位移 x和時間 t e點的瞬時速度就可用d f間的平均速度v 來表示 220v交流電 6v以下交流電 周期性產(chǎn)生電火花 振針周期性上下振動 0 02s 0 02s 位移 時間 三 實驗器材1 兩種常用打點計時器的對比 2 電火花計時器 學生實驗使用 或電磁打點計時器 需學生電源 導線 復寫紙 紙帶 刻度尺 交流電源 坐標紙 知識點撥 1 電火花計時器的優(yōu)點電火花計時器工作時 紙帶運動時受到的阻力比較小 實驗誤差比電磁打點計時器要小 2 電火花計時器的缺點電火花計時器工作電壓為220v 由于電壓高 因此不安全 四 實驗過程1 實驗步驟 使用電磁打點計時器 1 把電磁打點計時器固定在桌子上 紙帶穿過限位孔 把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上 并且壓在紙帶上面 2 把電磁打點計時器的兩個接線柱接到6v的低壓交流電源上 3 接通電源開關 用手水平拉動紙帶 使它在水平方向上運動 紙帶上就打下一系列點 4 取下紙帶 把紙帶上能看得清的某個點作為起始點o 以后每隔相等時間取一個計數(shù)點 分別標上a b c d 如圖所示 依次測出o到a a到b b到c 之間的距離x1 x2 x3 2 數(shù)據(jù)處理 1 打點計時器打點的周期為t 則a b c d 各點的瞬時速度分別為 把數(shù)據(jù)填入表中 根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速運動 2 利用v t圖象分析物體的運動 v t圖象的建立 用橫軸表示時間t 縱軸表示速度v 建立直角坐標系 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標系中描點 然后用平滑的曲線把這些點連接起來 即得到如圖所示的v t圖象 v t圖象的意義 v t圖象非常直觀地反映了速度隨時間的變化情況 它不是物體運動的軌跡 圖象法的優(yōu)點 可以使物理規(guī)律直觀易懂 可以減小偶然誤差 可以方便地獲得某些未經(jīng)測量或無法直接測量的物理數(shù)據(jù)等 知識點撥 用刻度尺測量長度時應注意的問題 1 觀察刻度尺的精度 毫米刻度尺的最小刻度是1mm 它的精度就是1mm 2 讀數(shù)時要按照有效數(shù)字的要求進行讀數(shù) 估讀到精度的下一位 3 估讀的一位是不準確的 由此帶來的誤差具有偶然性 稱為 偶然誤差 偶然誤差可以通過多次測量取平均值的方法來減小 知識點撥 電磁打點計時器易出現(xiàn)的故障及調(diào)節(jié)方法 1 打點不清晰 形成原因 振針過高 電壓太低 復寫紙用得太久 調(diào)節(jié)方法 把振針適當降低 調(diào)高電壓 換用新的復寫紙 2 打出的是短橫線 而不是點 形成原因 振針過低 電壓太高 振針的振幅太大 調(diào)節(jié)方法 把振針適當調(diào)高一些 適當調(diào)低電壓 3 打雙點 形成原因 振針松動 調(diào)節(jié)方法 固定振針 1 在本節(jié)課的實驗中 1 使用打點計時器是先接通電源還是先拉紙帶 2 手拉紙帶速度應快一些還是慢一些 3 測量各計數(shù)點間的位移時 應一次測量出各計數(shù)點到起始計數(shù)點的距離 還是分段測量各段距離 提示 1 使用打點計時器應先接通電源 待打點計時器打點穩(wěn)定后再用手拉紙帶 這是實驗規(guī)則 2 手拉紙帶時 速度應快一些 以防止點跡太密 不易測量導致誤差過大 3 測量各計數(shù)點間的位移時 應一次測量出各計數(shù)點到起始計數(shù)點的距離 而不應分段測量 原因是分段測量會積累誤差 導致誤差較大 2 利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度會帶來系統(tǒng)誤差 為減小此誤差應采用什么方法 提示 為減小系統(tǒng)誤差 通常采取以計數(shù)點為中心的較小位移 x來求平均速度的方法 用此平均速度代替計數(shù)點的瞬時速度 x越小 t越小 就越接近該點的瞬時速度 誤差就越小 然而兩點間的距離 x過小 測量誤差就會增大 所以 為兼顧瞬時速度的物理意義和減小測量誤差 應使所選 x適當小一點 利用紙帶上的數(shù)據(jù)求平均速度 瞬時速度 典例1 打點計時器每隔0 02s打一次點 某次實驗中得到的一條紙帶 用毫米刻度尺測量情況如圖所示 紙帶在a c間的平均速度為 m s 在a d間的平均速度為 m s b點的瞬時速度更接近于 m s 思路點撥 解答本題時應把握以下兩點 1 明確兩點間的位移與時間 用求平均速度 2 當兩點間距離越小或通過兩點的時間越短時 兩點間某點的瞬時速度越接近于兩點間的平均速度 解析 由題意知 相鄰兩點間的時間間隔為0 02s ac間的距離為14mm 0 014m ad間的距離為25mm 0 025m 由公式得 根據(jù)瞬時速度的定義 a c兩點比a d兩點更接近于b點 算出的平均速度更接近于b點的瞬時速度 所以b點的瞬時速度更接近于0 35m s 答案 0 350 420 35 圖象法處理紙帶 典例2 2012 東莞高一檢測 如圖所示是用打點計時器測瞬時速度實驗時得到的一條紙帶的一部分 從0點開始依照打點的先后依次標為0 1 2 3 4 5 6 現(xiàn)在量得0 1間的距離x1 5 18cm 1 2間的距離x2 4 40cm 2 3間的距離x3 3 62cm 3 4間的距離x4 2 78cm 4 5間的距離x5 2 00cm 5 6間的距離x6 1 22cm 計時器打相鄰兩點的時間間隔為0 02s 1 根據(jù)上面記錄 計算打點計時器在打1 2 3 4 5點時的速度并填在表中 2 根據(jù) 1 中表格 在圖中畫出小車的速度 時間圖象 并說明小車速度變化的特點 思路點撥 解答本題時應把握以下