高中物理 第1章 运动的描述 第4节 实验 用打点计时器测速度课件 新人教版必修1.ppt

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 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 1s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 填选项代号 a 电压合适的50hz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50hz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 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4 6v低压交流电源 电火花计时器需用220v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220v交流电源e 按下脉冲输出开关 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 56cm ac 12 16cm ad 22 52cm ae 36 06cm 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 t 0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 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 10s 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 10s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