《2018高中物理必修1课件：第1章 运动的描述 第4节 实验 用打点计时器测速度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高中物理必修1课件：第1章 运动的描述 第4节 实验 用打点计时器测速度（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4节实验:用打点计时器测速度,实验探究,实验基础,典例研习,实验基础 解读实验萃取精华,实验探究 探寻结论提升精度,一、数据处理 1.计算瞬时速度,把计算所得的各点的速度填入下表中,2.v-t图像的画法 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.,二、误差分析,三、注意事项 1.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. 2.手拉纸带时速度应适当快一些,以防点迹太密集. 3.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.,4.使用电磁打点计时器时,如打出点较轻或是短线,
2、应调整振针距复写纸的高度. 5.对纸带进行测量时,不要分段测量各段位移,要用长尺一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).,(教师参考) 其他方案 新方案一利用频闪照相分析计算物体的速度 原理:频闪照相法每间隔一定时间曝光一次,从而形成间隔相同时间的影像的方法. 器材:频闪灯、照相机、小球、斜面等. 方法:在频闪照相中会用到频闪灯,它每隔相等时间闪光一次,例如每隔0.1 s闪光一次,即每秒闪光10次.当物体运动时,利用频闪灯照明,照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置.通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片. 点评:与打点计时器记录的信息相比,频闪灯的闪光频率相当于
3、打点计时器交流电源的频率,而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹.因此,运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息,又记录了物体运动的位移信息.至于求平均速度和瞬时速度,两者都是一样的.,新方案二借助数字计时器和气垫导轨测速度 见教材P24“科学漫步” 点评:这样测得的速度也不是瞬时速度,而是遮光条在遮光这段时间内滑块的平均速度.,典例研习 通法悟道拓宽思路,类型一,实验原理和实验操作,【例1】 (2017唐山质检)关于“用打点计时器测速度”的实验: (1)实验中,除电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端带定滑轮的长木板、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的有.
4、 (填选项代号) A.电压合适的50 Hz交流电源 B.电压可调的直流电源 C.刻度尺 D.秒表 E.天平,核心点拨 (1)电磁打点计时器使用低压交流电源.,解析:(1)实验中必须使用的有合适的50 Hz的低压交流电源,计算速度时需要测量各点间的距离,因此还必须有刻度尺,故应选AC.,答案:(1)AC,(2)对于减小实验误差来说,下列采取方法中正确的有. A.选取合适的n个点为计数点 B.使小车运动的尽量慢些 C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 E.实验时尽量让小车远离打点计时器,释放小车后再接通电源,
5、核心点拨 (2)可以从实验操作、纸带的选择与数据处理方面减小实验误差.,解析:(2)选取合适的n个点为计数点,有利于测量长度,又使平均速度与瞬时速度更接近,以减小误差,选项A正确;使小车运动尽量慢些,打出的点较密,为减小测量误差,则所取n会较大,计算出的结果误差会较大,选项B错误;舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算,这样可减小误差,选项C正确;选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验可使得小车运动比较平稳,各点的瞬时速度与实际更接近,可减小误差,选项D正确;若小车远离打点计时器,且先释放小车后打开电源,会造成点密而少,给测量、计算造成较大误差,选项E错
6、误.,答案:(2)ACD,误区警示,使用打点计时器注意的问题,(1)电磁打点计时器需要46 V低压交流电源,电火花计时器需用220 V交流电源. (2)使用打点计时器时要注意先接通电源,打点稳定后再释放纸带. (3)选择纸带时要注意“点迹清晰,间隔适度”.,类型二,利用纸带计算平均速度和瞬时速度,【例2】 (2017三明高一检测) (1)使用电火花计时器测定小车运动情况的实验中,有如下基本步骤: A.把电火花计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 B.把纸带固定在小车上并穿过打点计时器限位孔 C.使小车靠近打点计时器,然后松开纸带让小车带着纸带运动 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关
7、,进行打点 F.把长木板固定在桌面上,使带滑轮的一端伸出桌外,小车放在木板上 G.关闭电源,取下纸带 这些步骤正确的排列顺序为. (2)如图所示,用毫米刻度尺测量得AB=4.56 cm,AC=12.16 cm,AD=22.52 cm,AE= 36.06 cm,为使计算出的C点时小车速度误差尽可能小,则vC=m/s;小车在AE段的平均速度为m/s.(结果保留三位有效数字),核心点拨应用公式v= 计算某一过程的平均速度,当t0时,这一过程的平均速度可视为这一过程某点的瞬时速度.,解析:(1)排列顺序时应注意:应在安装电火花计时器后安装纸带.应先接通电源,后释放纸带.获得纸带后立即关闭电源,由此可知
8、,实验步骤的正确排序为FABDECG.,答案:(1)FABDECG(2)4.494.51,规律方法 瞬时速度的求解,平均速度可由v= 求出,求瞬时速度时,应当取包含该点的尽可能短的时间间隔,应用“极限”的思想求物体的瞬时速度,由平均速度代替瞬时速度.,类型三,利用v-t图像分析运动规律,【例3】 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A,B,C,D,E,F,G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图(甲)所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s.(计算结果均保留3位有效数字),(1)在实验中,使用打点计时器时应先再(选填“释
9、放纸带”或“接通电源”).,解析:(1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源,再释放纸带.,答案:(1)接通电源释放纸带,(2)每两个计数点间还有个点没有标出. (3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10 s测一次速度,计算出打下B,C,D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表.,答案:(2)4 (3)0.4000.4790.560,(4)将B,C,D,E,F各个时刻的瞬时速度标在图(乙)中直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.,解析:(4)将各时刻对应速度在v-t坐标系中描点,并过这些点作出图线,如图所示.,答案:(4)图见解析,作图像的规范要求,规律方法,(1)明确坐标轴的意义并选取合适标度,既要把数据标注在图像上,又要匀称直观. (2)如果图像是直线,要求尽可能多的点落在直线上,不在直线上的点应均匀分布在直线两侧;如果图线是曲线,要用平滑的曲线连接各点.,点击进入 课时训练,谢谢观赏！,
