與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)ppt課件

1、與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相關(guān)的實(shí)驗(yàn) 對任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)驗(yàn)原理一直是最重要的，我們對實(shí)驗(yàn)儀器有所了解之后，再來學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以更加突出實(shí)驗(yàn)原理的重要性. 從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中可以直接丈量的物理量是位移和時(shí)間，而間接丈量的物理量是瞬時(shí)速度和加速度 . 利用紙帶利用紙帶，逐差法 .12nnmxxvT ，2xaT 假設(shè)純粹從測速度這一點(diǎn)來看，光電門也假設(shè)純粹從測速度這一點(diǎn)來看，光電門也不失為一種不錯(cuò)的選擇不失為一種不錯(cuò)的選擇. . 研討勻變速直線運(yùn)動(dòng)和探求功與物體速度研討勻變速直線運(yùn)動(dòng)和探求功與物體速度變化的關(guān)系以及驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這三個(gè)變化的關(guān)系以及驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這三個(gè)實(shí)驗(yàn)都用到打點(diǎn)

2、計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)都用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. .都需求丈量速度都需求丈量速度. .一、研討勻速直線運(yùn)動(dòng)一、研討勻速直線運(yùn)動(dòng)例例1 1、(2021(2021廣東文科根底廣東文科根底)“)“研討勻變速直線運(yùn)研討勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器( (所用交流所用交流電的頻率為電的頻率為50Hz)50Hz)，得到如下圖的紙帶，得到如下圖的紙帶. .圖中的點(diǎn)圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來，為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來，以下表述正確的選項(xiàng)是以下表述正確的選項(xiàng)是( ( ) )圖1421解析：在解析：在“研討勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)研討勻變速直線

3、運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶，驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A A錯(cuò)錯(cuò). .A.A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B.(x6-x1)B.(x6-x1)等于等于(x2-x1)(x2-x1)的的6 6倍倍C.C.從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B B對應(yīng)的速率對應(yīng)的速率D.D.相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s0.02s26121“”()()()5240.1MNACBAxxMN atxxxxBxBACvtsDC在 研究速直的中，先接通源再放，根據(jù)相等的隔通的位移之差恒量有，可知等于的 倍，根據(jù)與 的中刻有 ，；由于相的之有有

4、解析：出，所以隔，勻變線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)電開紙帶錯(cuò)時(shí)間間內(nèi)過為錯(cuò)點(diǎn)為間時(shí)點(diǎn)鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還個(gè)點(diǎn)沒畫時(shí)間間對為錯(cuò)變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1、(2021上海卷上海卷)小明同窗在學(xué)習(xí)了研小明同窗在學(xué)習(xí)了研討勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測物體瞬討勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其安裝如下圖時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其安裝如下圖.在小車上固定擋光在小車上固定擋光片，使擋光片的前端與車頭齊平、將光電門傳感片，使擋光片的前端與車頭齊平、將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端.小明同窗將小明同窗將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾小車從該端同一位置由靜止釋放，獲

5、得了如下幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).圖1422實(shí)驗(yàn)次實(shí)驗(yàn)次數(shù)數(shù)不同的擋光不同的擋光片片通過光電門的時(shí)間通過光電門的時(shí)間(s)速度速度(m/s)第一次第一次0.230440.347第二次第二次0.174640.344第三次第三次0.116620.343第四次第四次0.058500.342那么以下表述正確的選項(xiàng)是那么以下表述正確的選項(xiàng)是( () )A A四個(gè)擋光片中，擋光片四個(gè)擋光片中，擋光片的寬度最小的寬度最小B B四個(gè)擋光片中，擋光片四個(gè)擋光片中，擋光片的寬度最小的寬度最小C C四次實(shí)驗(yàn)中，第一次實(shí)驗(yàn)測得的速度最接近小四次實(shí)驗(yàn)中，第一次實(shí)驗(yàn)測得的速度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度車車頭到達(dá)光

6、電門時(shí)的瞬時(shí)速度D D四次實(shí)驗(yàn)中，第四次實(shí)驗(yàn)測得的速度最接近小四次實(shí)驗(yàn)中，第四次實(shí)驗(yàn)測得的速度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度解析：經(jīng)過光電門的時(shí)間越短，擋光片的寬度越解析：經(jīng)過光電門的時(shí)間越短，擋光片的寬度越小，就越接近于瞬時(shí)速度小，就越接近于瞬時(shí)速度 故答案為故答案為BD.BD.變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3 3、一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，、一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如圖下，如圖14231423甲所示，圖乙是打出的紙帶的甲所示，圖乙是打出的紙帶的一段一段圖1423(1)(1)知打

7、點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的交流電頻率為知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器運(yùn)用的交流電頻率為50Hz50Hz，利用，利用圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a a_._.(2)(2)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需求丈量的物理量有求丈量的物理量有_，用測得的量及加速，用測得的量及加速度度a a表示阻力的計(jì)算式為表示阻力的計(jì)算式為f f_._. 61728394123422221234617283222946789123422T0.04,5555(44555()()5208.338.959.11sxxxxxxxxaaaaTTTTaaaaxxxxxx

8、aTTTxxxxxxxxxxTT1利用逐差法求小的加速度由可知，任意相的隔 ，由逐差法可解析：得車紙帶兩鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間則 222610.265.125.756.417.05200.0=3.87/410/mm ss(2)為了求出小車下滑過程中所遭到的阻力，為了求出小車下滑過程中所遭到的阻力，還需求丈量小車的質(zhì)量還需求丈量小車的質(zhì)量m，斜面上恣意兩點(diǎn)間，斜面上恣意兩點(diǎn)間間隔間隔l和這兩點(diǎn)間的高度差和這兩點(diǎn)間的高度差h.小車的受力情況如圖小車的受力情況如圖所示所示.根據(jù)牛頓第二定根據(jù)牛頓第二定律，律，mgsin-f=ma,而而sin=hl所以，所以，f=mghl-ma.二、探求功與物體速度變化的關(guān)

9、系二、探求功與物體速度變化的關(guān)系例例2 2、(2019(2019浙江杭州浙江杭州) )如圖如圖14241424所示，在所示，在“探求探求功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確功與物體速度變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下說法正確的選項(xiàng)是的選項(xiàng)是( () )圖1424解析：為了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的解析：為了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的功，因此要用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，功，因此要用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，因此要把長木板適當(dāng)傾斜，因此要把長木板適當(dāng)傾斜，A A錯(cuò)誤小車在橡皮筋錯(cuò)誤小車在橡皮筋作用下不能夠做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于橡皮筋的作用下不能夠做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由于橡皮筋的

10、拉力是一個(gè)變力，拉力是一個(gè)變力，C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤BDBD正確正確A A為減小實(shí)驗(yàn)誤差，長木板應(yīng)程度放置為減小實(shí)驗(yàn)誤差，長木板應(yīng)程度放置B B經(jīng)過添加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做經(jīng)過添加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍添加的功成整數(shù)倍添加C C小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后小車做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后小車做勻速運(yùn)動(dòng)D D應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的速度應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的速度變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3、某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的安裝探求、某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的安裝探求“功與物體速度變化的關(guān)系，圖中小

11、車中可功與物體速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)安裝時(shí)，鉤放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)安裝時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器任務(wù)頻率為碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器任務(wù)頻率為50Hz.圖1425(1)(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線銜接小車和鉤碼；連在小車后端，用細(xì)線銜接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，_，_，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，打下一列點(diǎn)，_；改動(dòng)鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，

12、改換紙帶，反改動(dòng)鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，改換紙帶，反復(fù)復(fù)的操作的操作(2)(2)圖圖14261426是鉤碼質(zhì)量為是鉤碼質(zhì)量為0.03kg0.03kg，砝碼質(zhì)量為，砝碼質(zhì)量為0.02kg0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O O及及A A、B B、C C、D D和和E E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到到O O的間隔的間隔x x及對應(yīng)時(shí)辰小車的瞬時(shí)速度及對應(yīng)時(shí)辰小車的瞬時(shí)速度v v，請將，請將C C點(diǎn)的丈量結(jié)果填在表點(diǎn)的丈量結(jié)果填在表1 1中的相應(yīng)位置中的相應(yīng)位置圖1426測量點(diǎn)測量點(diǎn)x/cmv/(ms1)O0.000.35A

13、1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60(3)(3)在在(2)(2)的運(yùn)動(dòng)過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組的運(yùn)動(dòng)過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，成的系統(tǒng)，_做正功，做正功，_做做負(fù)功負(fù)功(4)(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖14271427中的圖中的圖線線( (其中其中v2v2v2v2v)v)，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是_要驗(yàn)證要驗(yàn)證“功與物體速度變化的關(guān)系功與物體速度變化的關(guān)系還需求丈量的物理量是摩擦力和還需求丈量的物理量是摩擦力和_解析：解析：(1)(1)接通電源；釋放小車；斷開開關(guān)接通電源；釋放小車

14、；斷開開關(guān)(2) 5.06(2) 5.06；0.490.49(3)(3)鉤砝的重力；小車受摩擦阻力鉤砝的重力；小車受摩擦阻力(4)(4)小車初末速度的平方差與位移成正比；小小車初末速度的平方差與位移成正比；小車的質(zhì)量車的質(zhì)量三、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律三、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律例例3 3、( (重慶市重慶市20212021年直屬重點(diǎn)中學(xué)第年直屬重點(diǎn)中學(xué)第2 2次聯(lián)考次聯(lián)考) )在在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電的頻率為所用的交流電的頻率為50Hz50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀伲榈卯?dāng)?shù)氐闹亓铀俣榷萭 g9.80m/s29.80m/s2，測得

15、所用的重物的質(zhì)量為，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡明晰的紙帶如圖實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡明晰的紙帶如圖14281428所所示把第一個(gè)點(diǎn)記做示把第一個(gè)點(diǎn)記做O O，另選延續(xù)的四個(gè)點(diǎn)，另選延續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A A、B B、C C、D D作為丈量的點(diǎn)作為丈量的點(diǎn)圖1428經(jīng)丈量知道經(jīng)丈量知道A A、B B、C C、D D四個(gè)點(diǎn)到四個(gè)點(diǎn)到O O點(diǎn)的間隔分別為點(diǎn)的間隔分別為62.99cm62.99cm、70.14cm70.14cm、77.76cm77.76cm、85.37cm.85.37cm.根據(jù)以上根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知重物由數(shù)據(jù)可知重物由O O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C C點(diǎn)，重力勢能的減

16、少點(diǎn)，重力勢能的減少量等于量等于_J_J；動(dòng)能的添加量為；動(dòng)能的添加量為_J(_J(取取三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字) )pcDBkCBCCDDBCEmgh.JhhEmvm().J.txxhhvtt.J 227 62117 24222227 62 7 24解析：答J,案是變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4 4、如圖、如圖14291429所示，兩個(gè)質(zhì)量各為所示，兩個(gè)質(zhì)量各為m1m1和和m2m2的小物塊的小物塊A A和和B B，分別系在一條跨過定滑輪，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，知的軟繩兩端，知m1m1m2m2，現(xiàn)要利用此安裝驗(yàn)證，現(xiàn)要利用此安裝驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律(1)(1)假設(shè)選定物塊假設(shè)選定物

17、塊A A從靜止開場下落的過程中進(jìn)從靜止開場下落的過程中進(jìn)展丈量，那么需求丈量的物理量有展丈量，那么需求丈量的物理量有_圖1429物塊的質(zhì)量物塊的質(zhì)量m1m1、m2m2；物塊物塊A A下落的間隔及下落這段間隔所用的時(shí)間；下落的間隔及下落這段間隔所用的時(shí)間；物塊物塊B B下落的間隔及下落這段間隔所用的時(shí)間；下落的間隔及下落這段間隔所用的時(shí)間；繩子的長度繩子的長度(2)(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同窗對此實(shí)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同窗對此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：驗(yàn)提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕；繩的質(zhì)量要輕；在在“輕質(zhì)繩的前提下，繩子越長越好；輕質(zhì)繩的前提下，繩子越長越好；盡量保證物塊只沿豎

18、直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖擺；盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖擺；兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡能夠小兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡能夠小以 上 建 議 中 確 實(shí) 對 提 高 準(zhǔn) 確 程 度 有 作 用 的 是以 上 建 議 中 確 實(shí) 對 提 高 準(zhǔn) 確 程 度 有 作 用 的 是_(3)(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程寫出一條上面沒有提到的對提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的提議：度有益的提議：_._.解析：解析：(1)(1)經(jīng)過連結(jié)在一同的經(jīng)過連結(jié)在一同的A A、B B兩物體驗(yàn)證機(jī)兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢能變化與動(dòng)能變械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢能變化與動(dòng)能變化能否相等，化能否相等，A A、B B連結(jié)在一同，連結(jié)在一同，A A下降的間隔一下降的間隔一定等于定等于B B上升的間隔；上升的間隔；A A、B B的速度大小總是相等的速度大小總是相等的，故不需求丈量繩子的長度，的，故不需求丈量繩子的長度，A A下降、下降、B B上升的上升的間隔及時(shí)間只需測一個(gè)間隔及時(shí)間只需測一個(gè)(2)(2)假設(shè)繩子質(zhì)量不能假設(shè)繩子質(zhì)量不能忽略，那么忽略，那么A A、B B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動(dòng)能，從而為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律帶來為繩