高中物理-实验-用打点计时器测速度教学课件-新人教版必修1详解.ppt

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第四节 实验:用打点计时器测速度 2 3 4 5 6 【实验原理】 1.打点计时器的原理及使用 电火花计时器 电磁打点计时器 结构 图示 电火花计时器 电磁打点计时器 工作 电压 220 V交流电 6 V交流电 打点 方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 打点 周期 0.02 s 0.02 s 记录 信息 位移、时间 计算出的平均速度会更接近C点的瞬时速度,然而两点距离过小,测量误差就会增大,所以两点间位移太大或太小都不合适,应该根据实际情况选取合适的两个点,一般选取距C点最近的两个点来求两点间的平均速度. 【实验器材】  打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸. 【实验步骤】 1.把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面. 2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压交流电源上. 7.把纸带上能看得清的某个点作为起始点O,以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”,如图1-4-2所示,依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…. 图1-4-2 把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速直线运动. 位置 A B C D E F (xn+xn+1)/(m) v/(m·s-1) 2.利用v-t图象分析物体的运动 (1)v-t图象的作法 用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立直角坐标系.根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到如图所示的v-t图象. (2)v-t图象的意义v-t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况,它并不是物体运动的轨迹. (3)匀速直线运动的v-t图象 ①匀速直线运动的v-t图象是与时间轴平行的直线,如图1-4-4所示,直线a、b分别表示va=4 m/s,vb=8 m/s. 图1-4-4 ②从匀速直线运动的v-t图象中不仅可以看出速度的大小,并且可以求出位移,根据位移公式x=vt,在v-t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积,如图1-4-5中画斜线的部分. 图1-4-5 (4)图象法是处理实验数据的常用方法.运用图象处理数据有许多优点,如可以使物理规律直观易懂,可以减小偶然误差,可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等. 二、误差分析 1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差.为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度. 2.分段测量计数点间的位移x带来误差.减小此误差的方法是一次测量完成,即一次测出各计数点到起始计数点O的距离,再分别计算出各计数点间的距离. 3.计数点间的时间Δt搞错.计数点间涉及到n个打印点,计数点间的时间间隔为Δt=(n-1)×0.02 s.而非Δt=n×0.02 s. 4.作v-t图象不用坐标纸、尺子,坐标单位选定的不合理,作图粗糙带来误差. 三、注意事项 1.实验前,应将打点计时器固定好,以免拉动纸带时晃动,并要先轻轻试拉纸带,应无明显的阻滞现象. 2.使用计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带. 3.手拉动纸带时速度应快一些,以防点迹太密集. 4.使用电火花计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方,使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面. 5.使用电磁打点计时器时,如打出的点较轻或是短线,应调整振针距复写纸的高度. 6.打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源. 7.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位. 电磁打点计时器的工作电压是________,电火花计时器的工作电压是________,当电源频率是50 Hz时,它们每隔________s打一次点.使用电磁打点计时器时,纸带应穿过________,复写纸要放在纸带的__________面;打点时应先________,稳定后,再让纸带运动. 【精讲精析】 打点计时器分为两种,电磁打点计时器使用低压交流电源,而电火花计时器使用220 V交流电,电源频率为50 Hz时,每隔0.02 s打一个点,电磁打点计时器靠振针和复写纸打点,纸带应穿过限位孔,放在复写纸下面,拉动纸带前,应先接通电源. 【答案】 6 V以下 220 V 0.02 限位孔 上 接通电源 【方法总结】 两种计时器的区别:(1)工作电压不同;(2)工作原理不同;(3)打点方式不同. 在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中,某同学有如下操作步骤,其中错误的步骤是____________________,有遗漏内容的步骤是________________. A.拉住纸带,将小车移

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