人教版高中物理必修一课件：1.4实验：用打点计时器测速度 (共22张PPT).pptVIP

* * 1.4 实验：用打点计时器测速度 课件（人教版必修1） 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的结构和工作原理。 2.会正确安装、熟练使用电磁打点计时器和电火花计时器。 3.理解根据纸带上的点迹测量速度的原理，会计算瞬时速度。 4.理解v-t图像的意义，掌握用描点法画图像，会根据画出的 图像描绘物体速度的变化特点。 瞬时速度的测定：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录 了物体在不同时刻的位置，如图，若测E点的瞬时速度，可测 出D、F两个计数点间的位移Δx和时间Δt，E点的瞬时速度就 可用 D、F间的平均速度 来表示。 1.实验器材 电磁打点计时器(配学生电源、复写纸)或电火花计时器(配交 流电源)、纸带、坐标纸、导线、刻度尺 2.两种打点计时器的比较 结构图示 工作电压 打点方式 打点周期 记录信息 电火花计时器 220 V交流电 周期性产生电火花 0.02 s 位移、时间 电磁打点计时器 6 V以下交流电 振针周期性上下振动 0.02 s 一、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。 3.接通电源，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，在 纸带上打下一系列点。 4.关闭电源，取下纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始 点O，以后每隔相等时间取一个计数点，分别标上A、B、C、 D…如图所示，依次测出O到A、B、C、D…的距离，然后计算出 O到A、A到B、 B到C…之间的距离x1、x2、x3… 二、数据处理 1.表格法 电磁打点计时器打点的周期为T，则 A、B、C、D…各点的瞬时 速度分别为： 把数据填入表中，根据数据判断纸带是否做匀速运动。 位置 xn+xn+1/m v/(m·s-1) A B C D E F G 2.图像法 (1)v-t图像：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图像。 (2)v-t图像的意义：直观地反映了运动物体的速度随时间的 变化情况，但它不是物体运动的轨迹。 (3)图像法的优点：图像法是处理实验数据的常用方法之一。 运用图像法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 直接测量的物理数据等。 1.使用打点计时器时先接通电源还是先释放纸带？纸带上的点 迹直接记录了哪些信息？ 提示：使用打点计时器时应先接通电源，待打点计时器打点稳 定后再释放纸带；纸带上的点迹直接记录了运动物体在不同时 刻的位置和不同时间内的位移及运动时间。 2.在数据处理时，一定要选相邻的点为计数点吗？ 提示：不一定。由于打点计时器的打点周期为0.02 s，时间比 较短，相邻两点的距离也比较小，这样在测量和计算时都会带 来比较大的误差，所以为了减小误差，往往是每5个打印点为 一计数点，这样两个相邻计数点间的时间间隔就是0.1 s。 3.测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起始计 数点的距离，还是分段测量各段距离？ 提示：测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起 始计数点的距离，而不应分段测量，原因是分段测量的误差较 大。 4.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差，为 减小此误差应采用什么方法？ 提示：为减小系统误差，通常采取以计数点为中心的较小位移 Δx来求平均速度的方法，用此平均速度代替计数点的瞬时速 度，Δx越小，Δt越小，就越接近该点的瞬时速度，误差就越 小。然而两点距离Δx过小，测量误差就会增大，所以为了兼 顾瞬时速度的物理意义和减小测量误差，应使所选Δx适当小 一点。 类型一 打点计时器的原理及使用 【典例1】电磁打点计时器是一种使用_____电源的计时仪器， 它的工作电压为______，当电源频率为50 Hz时，它每隔____s 打一次点。使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过________， 复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面；应把 __________电源用导线接在接线柱上；打点时应先_________，再让纸带运动。 【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，需要使用 6 V 以下的低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸 带上相邻两个点之间的时间间隔为一个周期，即0.02 s，使用 电磁打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸套在定位轴上， 并要放在纸带的上面，打点时应先接通电源，再让纸带运动。 答案：交流　6 V以下 0.02 限位孔 上 低压交流 接通电源 类型二 图像法处理纸带 【典例2】(2013·珠海高一检测)某同学在做“用打点计时器 测