【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 3.2變速直線運動的實驗探究課件 魯科必修1

第2節(jié)勻變速直線運動的實驗探究電磁打點計時器電火花打點計時器2．工作原理(1)電磁打點計時器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點計時的一種儀器．當(dāng)接在10V以下(一般保證在4V以上)的低壓交流電源上時，線圈的磁場方向周期性改變，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時如果紙帶運動，振針就在紙帶上打出一系列點跡．振片的振動周期與電源的電流變化周期一致，當(dāng)電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s.(2)電火花打點計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出點跡的計時儀器．當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡．當(dāng)電源頻率為50Hz時，它也是每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s.3．兩種打點計時器的比較類型比較電磁打點計時器電火花打點計時器所用電源4～6V低壓交流220V交流打點方式振針打點電火花打點時間間隔每隔0.02s打一次點每隔0.02s打一次點實驗誤差振針和紙帶接觸會影響紙帶運動，誤差較大火花放電不會影響紙帶運動，誤差較小1.對電磁打點計時器和電火花計時器的有關(guān)說法中，正確的是(

)A．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電B．兩種打點計時器的打點頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙D．電磁打點計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉【解析】

電磁打點計時器在紙帶上打點是靠振針和復(fù)寫紙，電火花計時器在紙帶上打點是靠電火花和墨粉，所以C、D錯誤．【答案】

AB【答案】0.350.430.35同理Δs2＝Δs3＝……＝Δsn＝Δs1＝aT2.其中T為恒量量，因因a也為恒恒量，，Δs＝aT2為恒量量，即即做勻勻變速速直線線運動動的物物體在在連續(xù)續(xù)相等等時間間內(nèi)的的位移移之差差是恒恒量，，它是是物體體做勻勻變速速直線線運動動的必必要條條件，，也是是我們們判斷斷物體體是否否做勻勻變速速直線線運動動的依依據(jù)．．與打點點計時時器記記錄的的信息息相比比，頻頻閃燈燈的閃閃光頻頻率相相當(dāng)于于打點點計時時器交交流電電源的的頻率率，而而相同同時間間間隔隔出現(xiàn)現(xiàn)的影影像則則相當(dāng)當(dāng)于打打點計計時器器打出出的點點．因因此，，運動動物體體的頻頻閃照照片既既記錄錄了物物體運運動的的時間間信息息，又又記錄錄了物物體運運動的的位移移信息息．至至于根根據(jù)時時間和和位移移信息息求加加速度度的方方法，，兩者者都是是一樣樣的．．2．用手手按住住小車車，使使小車車停在在靠近近打點點計時時器處處．先先接通通電源源，再再放開開小車車，小小車在在拖著著紙帶帶運動動的同同時，，打點點計時時器就就在紙紙帶上上打下下一系系列的的點．．?dāng)嚅_開電源源，取取下紙紙帶；；更換換新紙紙帶，，重復(fù)復(fù)實驗驗3次～5次．3．選擇擇一條條點跡跡清晰晰的紙紙帶，，舍掉掉開頭頭一些些過于于密集集的點點，找找一個個適當(dāng)當(dāng)?shù)狞c點做計計時起起點，，選擇擇每經(jīng)經(jīng)過5個間隔隔點為為一個個計數(shù)數(shù)點，，即每每相鄰鄰的計計數(shù)點點為一一段，，其時時間間間隔為為0.1s，用毫毫米刻刻度尺尺測出出各相相鄰的的計數(shù)數(shù)點之之間的的距離離，把把測出出的數(shù)數(shù)據(jù)填填入設(shè)設(shè)計好好的表表格中中．4．改變變長木木板的的傾斜斜角度度，重重復(fù)做做幾次次實驗驗．位置間隔0～11～22～33～44～5間隔距離(cm)s1＝s2＝s3＝s4＝s5＝(3)作出速速度—時間圖圖象．．在坐標(biāo)標(biāo)紙上上，以以速度度v為縱軸軸、時時間t為橫軸軸建立立直角角坐標(biāo)標(biāo)系．．根據(jù)據(jù)上表表中的的v、t數(shù)據(jù)，，在直直角坐坐標(biāo)系系中描描點，，如下下圖所所示，，通過過觀察察、思思考，，找出出這些些點的的分布布規(guī)律律，然然后根根據(jù)這這些點點的分分布趨趨向，，用一一條平平滑的的曲線線(包括直直線)連接這這些點點，并并盡量量讓多多數(shù)點點落在在曲線線上(或直直線線)上，，不不在在曲曲線線(或直直線線)上的的點點應(yīng)應(yīng)分分布布在在曲曲線線(或直直線線)兩側(cè)側(cè)，，且且兩兩側(cè)側(cè)的的點點數(shù)數(shù)大大致致相相同同．．注意意：：在在坐坐標(biāo)標(biāo)紙紙上上畫畫v－t圖象象時時，，坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸單單位位長長度度的的選選取取要要合合適適，，使使圖圖象象分分布布在在坐坐標(biāo)標(biāo)平平面面的的大大部部分分面面積積上上．．(4)分析析v－t圖象象，，小小車車運運動動的的加加速速度度數(shù)數(shù)值值上上等等于于v－t圖線線的的斜斜率率，，應(yīng)應(yīng)注注意意其其斜斜率率等等于于Δv/ΔΔt，不不能能由由tanθ求加加速速度度．．5．選選擇擇一一條條理理想想的的紙紙帶帶，，是是指指紙紙帶帶上上的的點點跡跡清清晰晰，，適適當(dāng)當(dāng)舍舍棄棄點點密密集集部部分分，，適適當(dāng)當(dāng)選選取取計計數(shù)數(shù)點點，，弄弄清清楚楚所所選選的的時時間間間間隔隔T等于于多多少少秒秒．．6．每每打打好好一一條條紙紙帶帶，，將將定定位位軸軸上上的的復(fù)復(fù)寫寫紙紙換換個個位位置置，，以以保保證證打打點點清清晰晰．．7．不不要要分分段段測測量量各各段段位位移移，，應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能地地一一次次測測量量完完畢畢(可先先統(tǒng)統(tǒng)一一量量出出各各計計數(shù)數(shù)點點到到計計數(shù)數(shù)起起點點O之間間的的距距離離)．讀讀數(shù)數(shù)時時應(yīng)應(yīng)估估讀讀到到毫毫米米的的下下一一位位．．8．要要區(qū)區(qū)分分打打點點計計時時器器打打出出的的計計時時點點和和人人為為選選取取的的計計數(shù)數(shù)點點，，一一般般在在紙紙帶帶上上每每隔隔4個點點取取一一個個計計數(shù)數(shù)點點，，即即時時間間間間隔隔為為T＝0.02×5s＝0.1s.9．在在坐坐標(biāo)標(biāo)紙紙上上畫畫v－t圖象象時時，，注注意意坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸單單位位長長度度的的選選取取，，應(yīng)應(yīng)使使圖圖象象盡盡量量分分布布在在較較大大的的坐坐標(biāo)標(biāo)平平面面內(nèi)內(nèi)．．【解析析】電磁磁打打點點計計時時器器用用的的是是低低壓壓交交流流電電源源；；開開始始前前將將小小車車停停在在靠靠近近打打點點計計時時器器的的位位置置；；實實驗驗前前應(yīng)應(yīng)把把紙紙帶帶放放在在復(fù)復(fù)寫寫紙紙下下方方，，先先接接通通電電源源，，待待打打點點穩(wěn)穩(wěn)定定后后再再放放開開紙紙帶帶．．【答案案】BC選擇擇器器材材及及進(jìn)進(jìn)行行實實驗驗應(yīng)應(yīng)特特別別注注意意下下列列問問題題：：(1)明確確打打點點計計時時器器對對電電源源的的要要求求———交流流電電源源．．(2)保證證所所打打第第一一個個點點速速度度為為零零的的方方法法——先通電，，后放開開小車．．(3)要防止鉤鉤碼落地地和小車車跟滑輪輪相撞，，當(dāng)小車車到達(dá)滑滑輪前要要及時用用手按住住它．紙帶________是勻速通通過打點點計時器器的，紙紙帶________是越走越越快的，，紙帶________是開始越越走越快快，后來來又越走走越慢的的．若所所用電源源的頻率率是50Hz，圖中D紙帶，從從A點通過計計時器到到B點通過計計時器，，歷時________s，位移為為________m，這段時時間內(nèi)紙紙帶運動動的平均均速度是是________m/s，BC段的平均均速度是是________m/s，AD段的平均均速度是是________m/s.【答案】A、CBD0.040.276.75117.88(1)試計算在在打下B、C、D、E各點時小小車的瞬瞬時速度度vB、vC、vD、vE各多大？？(2)計算小車車的加速速度為多多大？【答案】(1)0.145m/s0.495m/s0.575m/s0．658m/s(2)2.0m/s2【思路點撥撥】拍攝得到到的小球球的照片片中，A、B、C、D……各小球的的位置，，正是首首先釋放放的某球球每隔0.1s所在的位位置．這這樣就把把本題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成一一個物體體在斜面面上做初初速度為為零的勻勻加速運運動的問問題了．．求拍攝攝時B球的速度度就是求求首先釋釋放的那那個球運運動到B處的速度度；求A球上面還還有幾個個正在滾滾動的小小球變換換為首先先釋放的的那個小小球運動動到A處經(jīng)過了了幾個時時間間隔隔(0.1s)．【答案】(1)1.75m/s(2)兩顆1．在“使用打點計計時器測速速度”的實驗中，，除電源、、紙帶外，，還需選用用的儀器是是()A．停表B．刻度尺C．速度計D．打點計時時器【解析】由打點計時時器在紙帶帶上打下的的點的間隔隔數(shù)可知任任意兩點間間的時間間間隔，故不不需要停表表．再利用用刻度尺測測出兩點間間的距離就就可進(jìn)一步步求出平均均速度，故故不需要速速度計．【答案】BD2．打點計時時器振針打打點的周期期，決定于于()A．交流電壓壓的高低B．交流電的的頻率C．永久磁鐵鐵的磁性強強弱D．振針與復(fù)復(fù)寫紙的距距離【解析】打點計時器器振針打點點的周期決決定于交流流電的頻率率，例如頻頻率為50Hz時每隔0.02s打一個點．．【答案】B3．根據(jù)打點點計時器打打出的紙帶帶，我們可可以不利用用公式計算算就能直接接得到的物物理量是()A．時間間隔隔B．位移C．速率D．平均速度度【答案】AB4．如下圖所所示是同一一打點計時時器打出的的4條紙帶，哪哪條紙帶的的加速度最最大()【解析】4條紙帶的時時間間隔相相等，其中中C、D2條紙帶上的的點間隔均均勻表明它它們是做勻勻速直線運運動，可看看做加速度度為0.A、B2條紙帶上的的點間隔在在不斷增大大，且A條紙帶上的的點相鄰間間距之差較較大，故紙紙帶A的加速度最最大．【答案】A5．(2010年寧波高一一檢測)打點計時器器是高中物物理中重要要的物理實實驗儀器，，下圖中甲甲、乙兩種種打點計時時器是高中中物理實驗驗中常用的的，請回答答下面的問問題(1)甲圖是________打點計時器器，電源采采用的是________．(2)乙圖是________打點計時器器，電源采采用的是________．(3)在某次實驗驗中，物體體拖動紙帶帶做勻加速速直線運動動，打點計計時器所用用的電源頻頻率為50Hz，實驗得到到的一條紙紙帶如下圖圖所示，紙紙帶上每相相鄰的兩個個計數(shù)點之之間都有4個點未畫出出．按時間間順序取0、1、2、3、4、5六個計數(shù)點點，實驗中中用直尺量量出各計數(shù)數(shù)點到0點的距離如如圖所示(單位：cm)．①在計數(shù)點1所代表的時時刻，紙帶帶運動的瞬瞬時速度為為v1＝________m/s，物體的加加速度a＝________m/s2.(保留兩位有有效數(shù)字)②該同學(xué)在測測量的時候候沒有將計計數(shù)點5的數(shù)值記錄錄下來，根根據(jù)前面的的數(shù)值可以以推算出計計數(shù)點5到0點的距離為為________cm.【答案】(1)電磁低壓壓交流電4V～6V(2)電火花交交流220V(3)①0.180.75②14.506．一個小球球沿斜面向向下運動，，用每間隔隔0.1s曝光一次的的頻閃相機機拍攝不同同時刻小球球位置的照照片如下圖圖所示，即即照片上出出現(xiàn)的相鄰鄰兩個小球球的像之間間時間間隔隔是0.1s，測得小球球在幾個連連續(xù)相等時時間內(nèi)的位位移(數(shù)據(jù)見表)，則：s1(cm)s2(cm)s3(cm)s4(cm)8.209.3010.4011.50【解析】由表中數(shù)據(jù)據(jù)s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝1.10cm，可以判斷斷小車做勻勻加速直線線運動．本實驗加速速度的求法法采用逐差差法，即乙乙的方法，，這樣能將將s1、s2、s3、s4全用上，有有效地減小小誤差，代代入數(shù)據(jù)解解得a＝1.1m/s2.【答案】(1)相等勻加加速(2)乙1.1m/s27．一小球在在桌面上從從靜止開始始做加速運運動，現(xiàn)用用高速攝影影機在同一一底片上