實(shí)驗(yàn)一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

STYLEREF"標(biāo)題1”課題：第二節(jié)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究PAGE1第12頁(yè)共12頁(yè)2012-2013年秋季晉江市英林中學(xué)電子教案本課題：第二節(jié)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究授課時(shí)間：2012/10/17授課教師：高一年陳勇教學(xué)目的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度教學(xué)重點(diǎn)知識(shí)重點(diǎn)：1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理與應(yīng)用2、頻閃照相法及應(yīng)用3、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究知識(shí)難點(diǎn)知識(shí)難點(diǎn)：1、會(huì)分析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶或頻閃照片，據(jù)此判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀況2、靈活運(yùn)用所學(xué)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律公式進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算3、能分析實(shí)驗(yàn)中誤差產(chǎn)生的原因，并能針對(duì)誤差原因采取不同的措施減小實(shí)驗(yàn)誤差教學(xué)過(guò)程教學(xué)方法和手段引入練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器演示概念分析

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖褂么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度。二、實(shí)驗(yàn)原理設(shè)物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度是a，在各個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T里的位移分別是s1、s2、s3……，則有：△s=s2－s1=s3－s2=s4－s3=……=aT2由上式還可得到s4－s1=（s4－s3）+（s3－s2）+（s2－s1）=3aT2同理有s5－s2=s6－s3=……=3aT2可見(jiàn)，測(cè)出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值，就是我們所要測(cè)定的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度。下圖是用電火花計(jì)時(shí)器打得的一條理想紙帶，紙帶記錄了做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況，圖中標(biāo)出編號(hào)分別為0、1、2、3、4、5、6的7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔均為T(mén)，測(cè)得相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為S1、S2、S3、S4、S5、S6，則待測(cè)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為（用逐差法計(jì)算得到）：其中，

三、實(shí)驗(yàn)器材電火花計(jì)時(shí)器或電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，小車(chē)，紙帶，刻度尺，導(dǎo)線(xiàn)，電源，鉤碼，細(xì)繩。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理簡(jiǎn)介打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4—6V，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，因此紙帶上的點(diǎn)就表示了與紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器構(gòu)造：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用：電火花計(jì)時(shí)器構(gòu)造：電火花計(jì)時(shí)器使用：實(shí)驗(yàn)器材安裝

四、實(shí)驗(yàn)步驟（1）把附有滑輪的長(zhǎng)木板放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面。把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，連接好電路。（2）把一條細(xì)繩拴在小車(chē)上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼。把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把紙帶的一端固定在小車(chē)的后面。（3）把小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源后，放開(kāi)小車(chē)，讓小車(chē)拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一列小點(diǎn)。換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次。（4）從三條紙帶中選擇一條比較理想的，舍掉開(kāi)頭一些比較密集的點(diǎn)，在后邊便于測(cè)量的地方找一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)。為了測(cè)量方便和減小誤差，通常不用每打一次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，而用每打五次點(diǎn)的時(shí)間作為時(shí)間的單位，就是T=0.02×5=0.1s。在選好的開(kāi)始點(diǎn)下面標(biāo)明A，在第六點(diǎn)下面標(biāo)明B，在第十一點(diǎn)下面標(biāo)明C，在第十六點(diǎn)下面標(biāo)明D，……，點(diǎn)A、B、C、D……叫做計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖所示。兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別是s1、s2、s3……（5）測(cè)出六段位移s1、s2、s3、s4、s5、s6的長(zhǎng)度，把測(cè)量結(jié)果填入下表中。（6）根據(jù)測(cè)量結(jié)果，利用“實(shí)驗(yàn)原理”中給出的公式算出加速度a1、a2、a3的值。注意：T=0.1s。求出a1、a2、a3的平均值，它就是小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度。把計(jì)算的結(jié)果填入下表中。小車(chē)做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度a=

五、數(shù)據(jù)處理計(jì)算小車(chē)的加速度a=T=0。1s六、注意事項(xiàng)（1）紙帶與細(xì)繩要和木板平行，小車(chē)運(yùn)動(dòng)要平穩(wěn)。在安裝儀器時(shí)，要注意讓滑輪伸出桌面外；細(xì)繩應(yīng)與木板平行；實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是否安裝良好，兩根導(dǎo)線(xiàn)是否與低壓電源4～6V交流輸出連接。如果用電火花計(jì)時(shí)器，并不需要使用低壓電源。實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意保護(hù)小車(chē)及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。（2）小車(chē)的加速度應(yīng)大一些，以便能在紙帶上約50cm范圍內(nèi)清晰地取五個(gè)以上的計(jì)數(shù)點(diǎn)。選取記數(shù)點(diǎn)時(shí)可去掉紙帶上剛開(kāi)始密集的部分，一般隔5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先通電，后讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)后先斷電后取紙帶。（4）選取紙帶時(shí)，除了要求點(diǎn)跡清晰之外，還應(yīng)看看相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離之差s是否相等。如果在誤差范圍內(nèi)s相等的，則可認(rèn)為小車(chē)是做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以選用這樣的紙帶。在分析紙帶時(shí)，要仔細(xì)地?cái)?shù)點(diǎn)，給計(jì)數(shù)點(diǎn)標(biāo)上號(hào)碼。不要逐段測(cè)量各段的位移，應(yīng)該用長(zhǎng)刻度尺一次測(cè)量分段讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)讀到毫米下一位。別忘了相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)例題講解【例１】

下面是幾個(gè)同學(xué)打出的幾條紙帶，關(guān)于紙帶所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情況正確的是（計(jì)數(shù)點(diǎn)按打點(diǎn)的先后順序編號(hào)）（）A.甲、丁圖表示物體做勻速運(yùn)動(dòng)B.丙圖表示物體做減速運(yùn)動(dòng)C.乙圖中若s6－s5＝s5－s4＝s4－s3＝s3－s2＝s2－s1，則物體做勻變速運(yùn)動(dòng)D.乙圖中若Δs恒定，且s1＝Δs/2，則表示物體做初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)答案：BCD【例２】

例2、在“測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列方法有益的是（）A.把每打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位來(lái)選取記數(shù)點(diǎn)B.使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C.舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰，點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)分析：選取記數(shù)點(diǎn)可以使用于測(cè)量和計(jì)算的相鄰點(diǎn)間的間隔增大，在用直尺測(cè)量這些點(diǎn)間的間隔時(shí)，在一次測(cè)量絕對(duì)誤差基本相同的情況下，相對(duì)誤差較小，因此A選項(xiàng)正確。在此實(shí)驗(yàn)中，如果小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度過(guò)小，打出的點(diǎn)很密，長(zhǎng)度測(cè)量的相對(duì)誤差較大，測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)降低。因此使小車(chē)的加速度略大一些較好，如果每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，那么以能在紙帶上50cm長(zhǎng)度內(nèi)清楚地取出7－8個(gè)記數(shù)點(diǎn)為宜，C項(xiàng)保證了選點(diǎn)的正常，D項(xiàng)是物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的前提，故A、C、D正確。

【例３】例3、在“測(cè)定勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中，得到記錄紙帶如圖所示，圖中的點(diǎn)為記數(shù)點(diǎn)，在每?jī)上噜彽挠洈?shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為（單位：m/s2）（）A.0.2B.2.0C解：在此題中，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)記數(shù)點(diǎn)，所以每相鄰兩記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)＝0.1s。由圖可知，任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移之差為2.00cm＝0.02m。由公式Δs＝aT2有：m/s＝2.0m/s2。

課堂練習(xí)【模擬試題】（答題時(shí)間：30分鐘）1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用______電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是______。如圖所示，A是______，B是______，C是______，D是______，E是______，F(xiàn)是______。2、電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是____儀器。目前實(shí)驗(yàn)室所用的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中，電源為_(kāi)___電源，所加電壓為_(kāi)___V。3、每當(dāng)交流電變化一個(gè)周期，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打____個(gè)點(diǎn)。我國(guó)交流電的頻率是50Hz，紙帶上每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是____s。4、在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是____s（交流電的頻率為50Hz）。5、在用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中，在下列可供選擇的器材中將需要選用的器材代號(hào)填在橫線(xiàn)上____。A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；B.天平；C.低壓交流電源；D.低壓直流電源；E.紙帶；F.小車(chē)與鉤碼；G.秒表；H.長(zhǎng)木板，一端帶滑輪；I.刻度尺；J.彈簧秤；K.砝碼；L.導(dǎo)線(xiàn)。6、根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，不用公式能直接從紙帶上得到的物理量是[]A.時(shí)間間隔 B.位移C.平均速度 D.加速度7、利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，在紙帶上所打的一系列點(diǎn)，如圖下所示，各相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離分別為sI、sII、sIII、……，則下面各關(guān)系式中不正確的是（）A.sII－sI＝aT2 B.sIII－sI＝2aT2C.sII－sI=sIII－sII D.sIII－sII=aT2/28、如圖所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，其計(jì)數(shù)周期為T(mén)，運(yùn)動(dòng)加速度和打D點(diǎn)時(shí)瞬時(shí)速度分別用a和vD表示，下列選項(xiàng)正確的是（）A.B. C. D.

9、某小車(chē)在做變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，（1）在實(shí)驗(yàn)紙帶上選取若干計(jì)數(shù)點(diǎn)，其計(jì)數(shù)周期為T(mén)，小車(chē)在任意兩個(gè)連續(xù)計(jì)數(shù)周期里位移差均為Δs、則小車(chē)做____運(yùn)動(dòng)，加速度a____。（2）某次實(shí)驗(yàn)紙帶記錄如圖所示，根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)，可以判定物體做____運(yùn)動(dòng)，圖中從A點(diǎn)開(kāi)始，每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則物體的加速度為_(kāi)___m/s2，其中D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為_(kāi)___m/s。10.如圖是某同學(xué)測(cè)量勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分，他每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，圖上注明了他對(duì)各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的測(cè)量結(jié)果。（1）為了驗(yàn)證小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)進(jìn)行下列計(jì)算，填入表內(nèi)（單位：cm）s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5各位移差與平均值最多相差______cm，由此可以得出結(jié)論：小車(chē)的位移在________范圍內(nèi)相等，所以小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是________。（2）根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，可以求得物體的加速度a==______m/s2。（3）根據(jù)a=，可求出a1==_____m/s2，a2==______m/s2，a3==______m/s2，所以，==___