广西宾阳中学高三物理阶段复习课件 1.4 实验用打点计时器测速度 新人教版.ppt

4实验 用打点计时器测速度 一 实验目的1 了解两种打点计时器的结构和工作原理 2 会安装并使用打点计时器 3 理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 4 明确速度 时间图象的意义 掌握用描点法画图象的方法 并画出该实验中的速度 时间图象 二 实验原理瞬时速度的测定 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 x和时间 t e点的瞬时速度就可用d f间的平均速度v 来表示 220v交流电 6v以下交流电 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 0 02s 0 02s 位移 时间 三 实验器材1 两种常用打点计时器的对比 2 电火花计时器 学生实验使用 或电磁打点计时器 需学生电源 导线 复写纸 纸带 刻度尺 交流电源 坐标纸 知识点拨 1 电火花计时器的优点电火花计时器工作时 纸带运动时受到的阻力比较小 实验误差比电磁打点计时器要小 2 电火花计时器的缺点电火花计时器工作电压为220v 由于电压高 因此不安全 四 实验过程1 实验步骤 使用电磁打点计时器 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6v的低压交流电源上 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 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 a到b b到c 之间的距离x1 x2 x3 2 数据处理 1 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 2 利用v t图象分析物体的运动 v t图象的建立 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图象 v t图象的意义 v t图象非常直观地反映了速度随时间的变化情况 它不是物体运动的轨迹 图象法的优点 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 知识点拨 用刻度尺测量长度时应注意的问题 1 观察刻度尺的精度 毫米刻度尺的最小刻度是1mm 它的精度就是1mm 2 读数时要按照有效数字的要求进行读数 估读到精度的下一位 3 估读的一位是不准确的 由此带来的误差具有偶然性 称为 偶然误差 偶然误差可以通过多次测量取平均值的方法来减小 知识点拨 电磁打点计时器易出现的故障及调节方法 1 打点不清晰 形成原因 振针过高 电压太低 复写纸用得太久 调节方法 把振针适当降低 调高电压 换用新的复写纸 2 打出的是短横线 而不是点 形成原因 振针过低 电压太高 振针的振幅太大 调节方法 把振针适当调高一些 适当调低电压 3 打双点 形成原因 振针松动 调节方法 固定振针 1 在本节课的实验中 1 使用打点计时器是先接通电源还是先拉纸带 2 手拉纸带速度应快一些还是慢一些 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 1 使用打点计时器应先接通电源 待打点计时器打点稳定后再用手拉纸带 这是实验规则 2 手拉纸带时 速度应快一些 以防止点迹太密 不易测量导致误差过大 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 而不应分段测量 原因是分段测量会积累误差 导致误差较大 2 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 x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 x越小 t越小 就越接近该点的瞬时速度 误差就越小 然而两点间的距离 x过小 测量误差就会增大 所以 为兼顾瞬时速度的物理意义和减小测量误差 应使所选 x适当小一点 利用纸带上的数据求平均速度 瞬时速度 典例1 打点计时器每隔0 02s打一次点 某次实验中得到的一条纸带 用毫米刻度尺测量情况如图所示 纸带在a c间的平均速度为 m s 在a d间的平均速度为 m s b点的瞬时速度更接近于 m s 思路点拨 解答本题时应把握以下两点 1 明确两点间的位移与时间 用求平均速度 2 当两点间距离越小或通过两点的时间越短时 两点间某点的瞬时速度越接近于两点间的平均速度 解析 由题意知 相邻两点间的时间间隔为0 02s ac间的距离为14mm 0 014m ad间的距离为25mm 0 025m 由公式得 根据瞬时速度的定义 a c两点比a d两点更接近于b点 算出的平均速度更接近于b点的瞬时速度 所以b点的瞬时速度更接近于0 35m s 答案 0 350 420 35 图象法处理纸带 典例2 2012 东莞高一检测 如图所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分 从0点开始依照打点的先后依次标为0 1 2 3 4 5 6 现在量得0 1间的距离x1 5 18cm 1 2间的距离x2 4 40cm 2 3间的距离x3 3 62cm 3 4间的距离x4 2 78cm 4 5间的距离x5 2 00cm 5 6间的距离x6 1 22cm 计时器打相邻两点的时间间隔为0 02s 1 根据上面记录 计算打点计时器在打1 2 3 4 5点时的速度并填在表中 2 根据 1 中表格 在图中画出小车的速度 时间图象 并说明小车速度变化的特点 思路点拨 解答本题时应把握以下