浙江省2019_2020学年高中物理第十章课时1用打点计时器测速度课件.pptx

课时1用打点计时器测速度 探究小车速度随时间变化的规律和探究加速度与力 质量的关系用打点计时器测速度探究小车速度随时间变化的规律 实验基础 一 实验装置如图所示 本实验的装置中不需要调整木板倾斜程度 拉动小车的重物的质量也无特别要求 二 实验原理打点计时器打在纸带上的点 记录纸带运动的时间 由于纸带总是跟运动物体连接在一起 纸带上的点也就相应地表示运动物体在各个时刻的位置 研究纸带上各点之间的间隔距离 就可以了解运动物体的位移 速度的大小及其变化 也就是了解了物体的运动情况 三 操作要点1 把附有滑轮的长木板放在实验桌上 并使滑轮伸出桌面 把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端 连接好电路 2 把一条细绳拴在小车上 细绳跨过滑轮 下边挂上合适的钩码 把纸带穿过打点计时器 并把它的一端固定在小车的后面 实验装置见图 放手后 看小车能否在木板上平稳地加速滑行 3 把小车停在靠近打点计时器处 先接通电源 后放开小车 让小车拖着纸带运动 打点计时器就在纸带上打下一系列的点 换上新纸带 重复三次 4 从几条纸带中选择一条比较理想的纸带 舍掉开始一些比较密集的点 量取相应数据填入设计的表格中 四 注意事项1 交流电源的电压应选择交流6 10V 频率要符合要求 2 开始释放小车时 应使小车靠近打点计时器 3 先接通电源 计时器工作后 再放开小车 当小车停止运动时及时断开电源 4 要区别打点计时器打出的点与人为选取的计数点 一般在纸带上每隔四个点取一个计数点 即时间间隔为T 0 02 5s 0 1s 5 本实验中 可以用气垫导轨代替长木板 用频闪照相的方法或光电计时器代替打点计时器 考点1实验器材和操作 考点与典例 典例1在 探究小车速度随时间变化的关系 实验中 1 某同学的实验装置安装中部分结构如图所示 其中存在的错误或者不合理的地方是 至少写出两点 解析 1 装置中不合理的地方是 限位孔和小车要在一条直线上 挂小桶的绳子不应该靠在桌子上 答案 1 限位孔和小车要在一条直线上 挂小桶的绳子不应该靠在桌子上 2 实验已经提供了小车 一端附有滑轮的长木板 纸 细线和导线 为了完成实验 还必须选取的实验器材是下图中的 解析 2 此实验还需要打点计时器 需要刻度尺测量距离 需要钩码改变合外力 所以选ACE 答案 2 ACE 考点2实验原理与数据分析 典例2在 探究小车速度随时间变化的规律 实验中 1 下列说法中不正确或不必要的是 填选项前的字母 A 长木板的一端必须垫高 使小车在不挂钩码时能在木板上做匀速运动B 连接钩码和小车的细线应与长木板保持平行C 小车应靠近打点计时器 先接通电源 后释放小车D 选择计数点时 必须从纸带上第一个点开始 解析 1 探究小车速度随时间变化的规律实验 不需要平衡摩擦力 选择计数点时 从纸带上清晰的点开始 不必从第一个点开始 选项A D不必要 答案 1 AD 2 图1是实验中打下的一段纸带 算出计数点2的速度大小为m s 其余计数点1 3 4 5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出 答案 2 0 6 0 58 0 61均可 3 作图并求得小车的加速度大小为m s2 答案 3 图见解析1 52 1 43 1 53均可 探究加速度与力 质量的关系 实验基础 一 实验装置如图所示 本实验的装置中需要调整木板倾斜程度 拉动小车的重物的质量有特别要求 二 实验原理探究加速度a与力F及质量m的关系时 应用的基本方法是控制变量法 即 1 保持小车的质量m不变 改变物体受力F测出加速度a 用图象法研究a与F的关系 2 控制砝码和小盘的质量不变 即保持力F一定 改变小车的质量m测出加速度a 用图象法研究a与m关系 三 实验步骤1 用天平测量小盘的质量m0和小车的质量M0 2 按照实验装置图把实验器材安装好 只是不把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不给小车牵引力 3 平衡摩擦力 在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上一块薄木块 反复移动薄木块的位置 直至小车在斜面上运动时可以保持匀速运动状态 4 把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小盘 小盘里放砝码 先接通电源再放开小车 打点计时器在纸带上打下一系列的点 由纸带计算出小车的加速度a 并把力F和对应的加速度a填入表中 5 改变小盘内砝码的个数 重复步骤4 并多做几次 6 保持小盘内的砝码个数不变 在小车上放上砝码改变小车的质量 让小车在木板上滑动打出纸带 计算砝码和小车的总质量m 并由纸带计算出小车对应的加速度a 并把总质量m和对应的加速度a填入表中 四 注意事项1 平衡摩擦力在平衡摩擦力时 不要把悬挂小盘的细绳系在小车上 即不要给小车加任何牵引力 且要让小车拖着纸带匀速运动 整个实验装置平衡了摩擦力后 不管以后是改变小盘和砝码的总质量还是改变小车和砝码的总质量 都不需要重新平衡摩擦力 2 实验条件每条纸带都必须在满足小车的总质量远大于小盘和砝码的总质量的条件下打出 只有如此 小盘和砝码的总重力才可视为小车受到的拉力 3 作图作图时 两坐标轴的比例要适当 要使尽可能多的点落在所作直线上 不在直线上的点应尽可能对称地分布在所作直线两侧 4 拓展创新本实验中可以用气垫导轨来代替长木板 这样就省去了平衡小车摩擦力的麻烦 小车的加速度也可以利用传感器 借助于计算机来处理 五 误差分析1 因实验原理不完善引起误差 本实验用小盘和砝码的总重力代替小车受到的拉力 而实际上小车所受的拉力要小于小盘和砝码的总重力 2 摩擦力平衡不准确 质量测量不准确 计数点间距测量不准确 纸带和细绳不严格与木板平行都会引起误差 考点1实验原理和实验器材 考点与典例 典例1 2018 浙江11月学考 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 两个相同的小车放在光滑水平板上 前端各系一条细绳 绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘 盘中可放重物 小车的停和动通过用黑板擦按住小车后的细线和抬起来控制 如图1所示 实验要求小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力 1 请指出图2中错误之处 解析 1 细绳拉力方向应与水平板平行 以保证小车受到恒力的作用 从而加速度恒定 如果不平行 则随着小车的运动 小车水平方向的拉力会发生变化 为保证小盘和重物所受的重力近似等于使小车做匀加速直线运动的力 需满足小盘和砝码的质量m远小于小车质量M 答案 1 拉小车的细绳没有与水平板平行 m没有远小于M 2 调整好实验装置后 在某次实验中测得两小车的位移分别是x1和x2 则两车的加速度之比为 答案 2 x1 x2 考点2实验操作和数据分析 典例2如图所示是 探究加速度与合外力 质量之间的关系 的实验装配图 1 有关本实验的安装要求及操作细节 正确的是 A 此实验必须把没有滑轮的一端垫高以 平衡摩擦力 B 为了让实验效果更好一些 钩码重量越大越好C 实验时应先释放小车 再接通打点计时器的电源D 实验中牵引小车的细线不用与木板表面平行 解析 1 此实验必须把没有滑轮的一端垫高以 平衡摩擦力 且钩码重量要远小于小车重量 这样才能将钩码重力近似当做小车所受合外力 选项A正确 B错误 为了提高纸带的利用率 尽量多打点 同时为了使打点更稳定 在具