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4實驗 用打點計時器測速度 第一章運動的描述 學習目標定位 課堂情景切入 下圖是一幅表現(xiàn)滑板愛好者滑翔時的一系列運動瞬間的照片 在這里 連續(xù)的運動被分離成了離散的 景 瞬間的精彩被定格成了永恒 這是 相對論 在攝影藝術中應用的一個實例 那么 在實驗室我們如何記錄瞬間的時間和速度呢 知識自主梳理 1 打點計時器的原理及使用 知識點1實驗原理 220 6 0 02 時間 位置 很短 3 利用v t圖象描述物體的運動 1 v t圖象及其畫法 以速度v為縱軸 時間t為橫軸建立直角坐標系 根據(jù)計算出的不同時刻的 速度值 在坐標系中描點 最后用 把這些點連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關系的圖象 如圖所示 瞬時 平滑曲線 2 v t圖象的意義 v t圖象非常直觀地反映了速度隨時間變化的情況 它并不是物體運動的軌跡 知識點2用打點計時器測速度 1 實驗器材電磁打點計時器 或電火花計時器 學生電源 電火花計時器使用220V交流電源 刻度尺 紙帶 復寫紙 導線 坐標紙 2 實驗步驟 1 把電磁打點計時器固定在桌子上 紙帶穿過 把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上 并且壓在 2 把電磁打點計時器的兩個接線柱接到 電源上 限位孔 紙帶上面 6V的低壓交流 水平 n 1 0 02s 刻度尺 平均速度 3 數(shù)據(jù)處理 1 選取一條點跡清晰便于分析的紙帶 2 把紙帶上能看得清的某個點作為起始點O 以后的點分別標上A B C D 作為 如圖所示 依次測出O到A A到B B到C 之間的距離x1 x2 x3 計數(shù)點 瞬時 重點難點突破 一 實驗時應注意的事項1 實驗前 應將打點計時器固定好 以免拉動紙帶時晃動 并要先輕輕試拉紙帶 應無明顯的阻滯現(xiàn)象 2 使用計時器打點時 應先接通電源 待打點計時器打點穩(wěn)定后 再拉動紙帶 3 手拉動紙帶時速度應快一些 以防點跡太密集 4 使用電火花計時器時 應注意把紙帶正確穿好 墨粉紙盤位于紙帶上方 使用電磁打點計時器時 應讓紙帶穿過限位孔 壓在復寫紙下面 5 使用電磁打點計時器的 如打出點較輕或是短線 應調整振針距復寫紙的高度 6 打點計時器不能連續(xù)工作太長時間 打點之后應立即關閉電源 7 對紙帶進行測量時 不要分段測量各段的位移 正確的做法是一次測量完畢 可先統(tǒng)一測量出各個測量點到起始測量點O之間的距離 讀數(shù)時應估讀到毫米的下一位 二 v t 圖象的應用1 由v t圖象得到的信息 1 v t圖象反映了物體的速度隨時間變化的規(guī)律 根據(jù)v t圖象可以讀出物體在某時刻的速度或物體的某一速度所對應的時刻 在圖甲中 0時刻的速度為v0 t時刻的速度為vt 2 可求出物體在某段時間內速度的變化量或物體發(fā)生某一速度變化所經歷的時間 在圖甲中 0 t時間內速度的變化量為 v vt v0 3 判斷運動方向 根據(jù)速度的正 負判斷運動方向 速度為正 表示物體沿正方向運動 速度為負 表示物體沿負方向運動 在圖乙中 0 t3時間內物體沿正方向運動 t4 t6時間內 物體沿負方向運動 2 圖象法的優(yōu)點 圖象法是處理實驗數(shù)據(jù)的常用方法之一 運用圖象法處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點 如可以使物理規(guī)律直觀易懂 可以減小偶然誤差 可以方便地獲得某些未經測量或無法直接測量的物理數(shù)據(jù)等 題型1打點計時器的原理及使用 考點題型設計 例1在使用電磁打點計時器時 若紙帶上出現(xiàn)了下列情況 是什么原因 請指出調節(jié)方法 1 打點不清晰 不打點 2 打出的是短線 而不是點 3 打雙點 解析 所發(fā)生的現(xiàn)象 形成的原因和調節(jié)的方法如下表 點評 打點計時器故障分析的考查涉及兩種打點計時器的電壓要求及使用時的一些注意事項等 理解打點計時器的工作原理是解題關鍵 變式1 答案 A解析 電磁打點計時器在紙帶上是靠振針和復寫紙打點 而電火花計時器是靠電火花和墨粉打點 所以 均錯誤 故A正確 題型2實驗步驟與紙帶處理 2 如圖所示 用毫米刻度尺測量得 AB 4 56cm AC 12 16cm AD 22 52cm AE 36 06cm 則打C點時小車的速度大小為 m s 小車在AE段的平均速度為 m s 結果保留三位有效數(shù)字 答案 1 ABDEC 2 4 494 5100 答案 0 350 420 35 變式2 題型3 v t 圖象的畫法 變式3 答案 B解析 規(guī)定出發(fā)時方向為正方向 返回時的速度為負 C錯誤 由于速率不變 所以D錯誤 A圖表示的是兩個物體的運動