高中物理人教版第一章運(yùn)動的描述4實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時器測速度 優(yōu)秀

實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度【目標(biāo)導(dǎo)航】1．學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時器，能根據(jù)紙帶研究物體的運(yùn)動情況。2．能根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度。3．能夠根據(jù)紙帶粗略測量物體的瞬時速度。4．了解誤差和有效數(shù)字?！緦?dǎo)學(xué)重點(diǎn)】1．學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時器．2．能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度．3．會用描點(diǎn)法描繪物體的速度一時間圖象，并從中獲取物理信息．【導(dǎo)學(xué)難點(diǎn)】處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫圖象的能力．【過程引領(lǐng)】把紙帶跟運(yùn)動的物體連在一起,研究物體的運(yùn)動情況【自主探究】1、儀器構(gòu)造（1）下圖為電磁打點(diǎn)計(jì)時器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了幾個主要部件的代號，它們的名稱分別是：1、2、3、4、5、6、7、8、9、（2）右為電火花計(jì)時器的構(gòu)造圖2．儀器原理電磁打點(diǎn)計(jì)時器靠電磁感應(yīng)帶動探針振動通過復(fù)寫紙打點(diǎn);它使用電源，由學(xué)生電源供電，工作電壓在以下，當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔打一個點(diǎn)，通電前把紙帶穿過，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，便振動起來，帶動其上的上下振動。這時，如果紙帶運(yùn)動，振針就通過復(fù)寫紙片在紙帶上留下一行小點(diǎn)，如果把紙帶跟運(yùn)動的物體連在一起，即由物體帶動紙帶一起運(yùn)動，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時間間隔中物體的;電火花計(jì)時器靠產(chǎn)生電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn),這種計(jì)時器工作時，紙帶運(yùn)動受到的阻力比較，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較。3．偶然誤差是指由因素造成的，用的方法可以減小偶然誤差。系統(tǒng)誤差是由、造成的，特點(diǎn)是多次重復(fù)測量的結(jié)果總是真實(shí)值，呈現(xiàn)單一傾向,相對誤差等于,有效數(shù)字是指帶有一位的近似數(shù)字?！咀灾魇崂怼浚禾骄恐杏龅降膯栴}想問同學(xué)的？探究中遇到的問題想問老師的?【名師導(dǎo)學(xué)】：【基礎(chǔ)訓(xùn)練題】在使用打點(diǎn)計(jì)時器前應(yīng)檢查（）A、所用電源是否符合要求B、紙帶是否平整C、打點(diǎn)周期的等時性是否良好D、復(fù)寫紙安裝是否正確編者意圖展示：本題重點(diǎn)考查打點(diǎn)計(jì)時器的使用【解析】（1）還應(yīng)檢查振針的高度是否適當(dāng)，固定振動片的螺絲是否松動，如果有上述現(xiàn)象會出現(xiàn)漏點(diǎn)、雙點(diǎn)、等時性不良情況。（2）如果經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)打點(diǎn)計(jì)時器有問題，不要自己調(diào)整，應(yīng)請實(shí)驗(yàn)老師調(diào)整，（3）一個性能良好的打點(diǎn)計(jì)時器的振動片的固有頻率和所使用交流電頻率相等，這樣使振動片共振，振幅較大，打點(diǎn)清晰，等時性好，而振動片的固有頻率與振動片的長度及材料的彈性系數(shù)有關(guān)，可以通過調(diào)節(jié)振動片的長度來調(diào)整它的固有頻率，改變振動片的長度，觀察振動片的振幅，把振動片長度固定在振幅最大位置。本題選A、B、C、D【基礎(chǔ)訓(xùn)練題】打在紙帶上的點(diǎn)，記錄了紙帶的運(yùn)動時間．如果把紙帶和運(yùn)動的物體連接在一起，紙帶上的（a（a）（b）（c）（d）編者意圖展示：本題重點(diǎn)考查如何利用紙帶判斷物體的運(yùn)動情況【解析】(a)，(b)的各點(diǎn)分布較為均勻，是勻速運(yùn)動，但從點(diǎn)子的疏密程度來看，(b)上的點(diǎn)子較稀疏，所反映的物體運(yùn)動較快，速度較大．(c)表示物體運(yùn)動得越來越快，速度在增大，(d)表示物體運(yùn)動得越來越慢，速度在減小．【能力提升題】某次實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示,圖中O點(diǎn)為紙帶的第一個點(diǎn)，接下來的前幾個點(diǎn)模糊,因此從A點(diǎn)開始每打五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn),推測紙帶的運(yùn)動是加速還是減速？在打出A、F這兩點(diǎn)的時間間隔中，紙帶運(yùn)動的平均速度是多大？B點(diǎn)的瞬時速度為多大？OOABCDEFG單位:cm編者意圖展示：本題重點(diǎn)考查如何利用紙帶求解一段時間內(nèi)平均速度或某一時刻瞬時速度的方法【解析】從A點(diǎn)開始每打五個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間只有5個間隔，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間運(yùn)動的總時間為t=×5s=，每隔紙帶運(yùn)動的位移分別是2.15cm、2.89cm、3.74cm、4.32cm、5.15cm，說明紙帶作加速運(yùn)動．A、F間紙帶運(yùn)動的平均速度為B點(diǎn)的瞬時速度可以用AC、AD、AE或AF段的平均速度表示，其中AC段的平均速度最接近B點(diǎn)瞬時速度．【能力提升題】：某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個測量點(diǎn)．其相鄰兩點(diǎn)間的距離如下圖所示，每兩個相鄰的測量點(diǎn)之間的時間間隔為.(1)若用勻變速直線運(yùn)動中某段時間中點(diǎn)的速度代替該過程中的平均速度.試根據(jù)紙帶上各個測量點(diǎn)間的距離，每隔測一次速度，計(jì)算出打下B、C、D、E、F五個點(diǎn)時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(要求保留三位有效數(shù)字)瞬間速度vBvCvDvEvF數(shù)值/(m·s－1)(2)以A點(diǎn)為計(jì)時起點(diǎn)，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在下圖所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時變化的關(guān)系圖線．編者意圖展示：本題重點(diǎn)考查探究小車速度隨時間變化的規(guī)律,如何利用紙帶求解一段時間內(nèi)平均速度或某一時刻瞬時速度的方法【解析】(1)每兩個相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中時間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度可求出打下B、C、D、E、F五個點(diǎn)時小車的瞬時速度大小分別是0.400m/s;0.479m/s;0.560m/s;0.640m/s;0.721m/s(2)瞬時速度隨時變化的關(guān)系圖線如右圖【高手支招】：一．利用紙帶判斷物體的運(yùn)動情況1.點(diǎn)跡密集的地方表示紙帶運(yùn)動的速度小，點(diǎn)稀疏的地方表示速度大。2.若點(diǎn)與點(diǎn)之間的距離相等，就可判斷物體做勻速運(yùn)動，若點(diǎn)與點(diǎn)間距越來越大，則物體做加速運(yùn)動，反之做減速運(yùn)動.二．平均速度和瞬時速度的計(jì)算1.平均速度：兩點(diǎn)間平均速v＝eq\f(Δx,Δt)，這里Δx可以用直尺測量出兩點(diǎn)間的距離，Δt為兩點(diǎn)間的時間隔數(shù)與兩點(diǎn)間時間間隔的乘積;2.瞬時速度：用包含某點(diǎn)在內(nèi)的一段時間內(nèi)的平均建度粗略表示該點(diǎn)的瞬時速度三．實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度注意事項(xiàng)1.開始釋放小車時，應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時器。2.先接通電源，計(jì)時器工作后，再放開小車，當(dāng)小車停止運(yùn)動時及時斷開電源。3.要防止鉤碼落地和小車跟滑輪相撞，當(dāng)小車到達(dá)滑輪前及時用手按住它。4.牽引小車的鉤碼個數(shù)要適當(dāng)，以免加速度過大而使紙帶上的點(diǎn)太少，或者加速度太小而使各段位移無多大差別，從而使誤差增大?！就窖菥殹浚阂唬x擇題1．關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時器的使用，下列說法中正確的是()A．打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)用低壓交流電源，交流電頻率必須為50HzB．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復(fù)寫紙的上面C．要先通電，后釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源D．為減小摩擦，每次釋放紙帶前應(yīng)先將紙帶理順2．關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)痕，下列說法中正確的是()A．點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動的時間和速度的大小B．點(diǎn)痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移C．點(diǎn)在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況D．根據(jù)紙帶上的點(diǎn)痕可以知道任一時刻運(yùn)動物體的瞬時速度3．某同學(xué)在使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時，紙帶上點(diǎn)不是圓點(diǎn)而是一些短線，這可能的原因是()A．接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)C．電源頻率不穩(wěn)D．打點(diǎn)針壓得過緊4．電磁打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期取決于（）A．交流電壓的高低B．交流電的頻率C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱D．振針與復(fù)寫紙間的距離5．在使用打點(diǎn)計(jì)時器時（）A、每打完一列點(diǎn)子就要切斷電源,防止線圈過熱而損壞B、不要移動圓形復(fù)寫紙片的位置,以充分利用復(fù)寫紙的各個部位，可保證打點(diǎn)清晰C、紙帶一定要從兩限位孔穿過，并且壓在復(fù)寫紙的下面D、側(cè)向移動限位孔位置，在一條紙帶上可以打出兩列點(diǎn)，提高紙帶的利用率6．某同學(xué)用手水平地拉動紙帶，通過打點(diǎn)計(jì)時器后紙帶上打下一系列點(diǎn)，他要根據(jù)這一系列點(diǎn)，計(jì)算紙帶運(yùn)動的平均速度及判斷紙帶是否做勻速直線運(yùn)動，則下列操作中正確的是()A．首先要查清共有多少個點(diǎn)B．首先從第一個能看清的點(diǎn)數(shù)起，查清共有多少個點(diǎn)C．分別測量出每兩個相鄰清晰點(diǎn)間的距離，然后相加，把相加的結(jié)果作為所有能看清點(diǎn)間的總長度，用來計(jì)算平均速度D．分別測量出每兩個相鄰清晰點(diǎn)間的距離，用來計(jì)算各段的平均速度，判斷是是否是勻速運(yùn)動7．運(yùn)動小車?yán)瓌拥募垘ㄟ^打點(diǎn)計(jì)時器后，在紙帶上留下的點(diǎn)子中有5個連續(xù)清晰的點(diǎn)，測出5個點(diǎn)間的距離為20cm，則（）A、小車運(yùn)動的平均速度為2.00m/sB、小車運(yùn)動的平均速度為2.50m/sC、小車運(yùn)動的平均速度為200m/sD、小車運(yùn)動的平均速度為250m/s8.電磁打點(diǎn)計(jì)時器、平板、小車等器材做研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)，下圖是學(xué)生即將釋放小車之前的裝置圖．該裝置圖中有3處明顯錯誤，它們是：__________________________________；__________________________________；__________________________________；9.在“探究小車速度隨時間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運(yùn)動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對齊，由圖可以讀出三個計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離填入下列表格中．以小車在某段時間內(nèi)的平均速度表示這段時間中間時刻的瞬時速度計(jì)算小車通過計(jì)數(shù)點(diǎn)“2”的瞬時速度公式為v2=________（以d1、d2及相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時間T來表示）代入得v2=____m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）10.在做《研究勻變速直線運(yùn)動》的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時器采用的是（選“交流”或“直流”）電源；實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶如圖所示0、1、2、3、4、5、6為實(shí)驗(yàn)中所取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個點(diǎn)未畫出，那么相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為s；打印計(jì)數(shù)點(diǎn)2、6這段時間時紙