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1、2022年高中物理 1-4 实验 用打点计时器测速度学案 新人教版必修1学习目标：1 了解误差和有效数字。 2学会使用打点计时器3学会利用打出的纸带求瞬时速度 4会用图象表示速度随时间变化的规律重点难点：1.打点计时器的正确使用 2掌握测速度的方法实验目的1 了解打点计时器的结构、原理及使用方法2 2会用纸带求速度及根据vt图象处理数据【自主学习】阅读教材P96-97，完成下列问题。一、误差和有效数字1、 与 的差异叫做误差。2、误差根据产生的原因及性质可分为 与 两类。3偶然误差是指由 因素造成的，用 的方法可以减小偶然误差。系统误差是由 、 造成的，特点是多次重复测量的结果总是 真实值，呈
2、现单一倾向。4、 与 的差值叫做绝对误差。即：绝对误差= - 。5相对误差是指 与 的比值。即：相对误差= / 100%。6有效数字是指带有一位 的近似数字。【典例精析】例1关于误差，下列说法正确的是（ ）A仔细测量可以避免误差 B误差是实验中产生的错误C采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误差D实验中产生的误差是不可避免的，但可以设法尽量减小误差例2下列数据中是四位有效数字的是（ ）A0.502 m B1.6214 m C12.40 cm D4.30 mm例3用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求（ ）A1.502 m B1.6214 m C12.40 cm D4.30 m
3、m例4如图所示，AC间的距离为 cm。【变式训练】如下图所示，OD间的距离为 m。ABCDEO010203040cm【自主学习】观察打点计时器并阅读P19-20教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法二、实验原理1打点计时器的构造和原理电磁打点计时器电火花计时器结构图示工作电压打点方式振针周期性上下振动周期性产生电火花打点周期工作原理用限位孔限定纸带，复写纸压在纸带的上面，通电，振片带动振针打点若纸带运动，其上就会留下一行小点使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔当接通电源按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打
4、出一行点迹实验误差记录信息2.测量速度的原理(1)测量平均速度：测量打点计时器在打出某两个点的时间间隔中纸带运动的平均速度，可以用刻度尺量出这两点间的距离x(注意测量值应估读到0.1 mm)，数出这两点间的点数n(包括两端点)，则打这两点的时间间隔t ，即可由算出平均速度(2)测量瞬时速度：测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法实例：如图，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移x和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度v=x/t，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度x/t可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度然而D，F两点距离过小则
5、测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点x / cmx1x2x3x4x50.81.00.91.00.6【典例精析】例5、如图示是某次实验打出的纸带，在纸带上找出连续的6个点，分别标上0、1、2、3、4、5，用直尺测量出两个相邻点间距离x1、x2、x3、x4、x5，并把它们填入表格中，如图所示(所用打点计时器的打点周期为0.02s)请根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移x，同时记录对应的时间t，填下表位置01234x/mt/sv/ms1根据v=x/t算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填下表，点0作为计时的的
6、开始，t=0从该表中能粗略看出纸带运动的速度变化情况位置01234t/sv/ms1五、用图象表示速度问题：刚才我们从表中的数据可以粗略看出纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢?请同学们先看课文并回答【知识梳理】 在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度，将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一-时间图象(v-t图象)，简称速度图象【动手操作】具体操作描点用上表中的数据作出图象-速度时间图象，可以从这些点的走向大致看出纸带速度
7、的变化规律更形象直观地显示纸带的运动速度变化情况【学生实验】1、实验器材打点计时器、 、 、 、复写纸、导线、坐标纸四、实验步骤1把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过 ，把复写纸套在 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 v的低压 流电源上3接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点4取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n1个，则纸带的运动时间t(n1)0.02 s.5用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离x.6利用公式计算出纸带在这段时间内的平均速度7、选择合适的计数点，测量包含这
8、个点的一段时间内的位移x，同时记录对应的时间t，填下表位置012345x/mt/sv/ms18、根据v=x/t算出刚填完的上表中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填下表从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况画出纸带运动的速度图象位置012345t/sv/ms1【典例精析】例6、如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线【跟踪训练】 如图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02 s打一个点，图中O点为第一个点，A、B
9、、C、D为每隔两个间隔选定的计数点根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点时纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？【巩固拓展训练】1电磁打点计时器和电火花计时器都是使用 电源的仪器，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 V，其中 实验误差较小。当电源频率是50 Hz时，它每隔 s打一次点。2关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（ ）A先接通电源，后释放纸带 B先释放纸带，后接通电源C释放纸带同时接通电源 D先接通电源或先释放纸带都可以3根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算
10、就能直接得到或直接测量得到的物理量是A时间间隔 B位移 C平均速度 D瞬时速度4当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（ ）A点痕记录了物体运动的时间 B点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移C点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状 D点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况5某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后，纸带上打下了一列点，他要根据这些点计算纸带运动的平均速度，下列操作正确的是 ( )A他首先查清共有多少个点 B首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点 ，C分别测出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所有能看清点间的长度，用来计算平均速度D分别测出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度6如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz试回答： (1) A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少 (2) 测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小
