2022年高中物理 第一章 运动的描述 第3节 实验：用打点计时器测速度学案新人教版必修1

2022年高中物理 第一章 运动的描述 第3节 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了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)2会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度 3明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象【学习重点】1学会使用打点计时器2能根据纸带计算物体运动的瞬时速度3会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息【学习难点】 处理纸带的方法，用描点法画图象的能力【预习自测】1 仪器构造 （1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：1 2 3 4 5 6 7 8 9 （2）下图为电火花计时器的构造图2仪器原理电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定 内发生 的仪器，它使用 电源，由学生电源供电，工作电压在 以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔 打一个点，通电前把纸带穿过 ，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下， 便振动起来，带动其上的 上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的 。电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较 ，实验误差也就比较 。 3速度时间图象（v-t 图象） 用来描述 随 变化关系的图象。4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，呈现单一倾向。5相对误差等于 。6有效数字是指带有一位 的近似数字。实验报告【实验目的】1练习使用电磁打点计时器或电火花计时器2学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况3利用vt图象分析实验数据，描述物体的运动【实验原理】1两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时，都是每隔0.02 s打一次点2当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式v，当t很短时，可以认为等于t时刻的瞬时速度【实验步骤】1把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，并检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹在两条纸带之间2把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上3接通开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就会打下一系列的点迹4取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点，这些点划分出来的间隔数为(n1)由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间为0.02(n1) s.5用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离x，再利用公式计算纸带通过这段位移时的平均速度把测量和计算的结果填入表中6在小纸带上标记连续7个计数点，分别标上记号A、B、C、D、E、F、G.用刻度尺测量每相邻两个点间的距离，分别记为x1、x2、x3、x4、x5、x6，记录到表中7根据表中对纸带数据的测量结果，运用学过的知识判断：物体在这段时间内的运动是匀速直线运动还是变速直线运动？说出判断的理由8将B、C、D、E、F作为测量点，分别测量包含这些点的一段位移x，由于t很小，求出t内的平均速度，即等于各点的瞬时速度，记入表中【注意事项】1电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下交流电源；电火花计时器使用220 V交流电源2实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材3使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定时再用手拉纸带4手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集5复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰6打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源【数据处理】1根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度(1)在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02 s(电源频率为50 Hz)，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小(2)根据v，求出任意两点间的平均速度，这里x可以用直尺测量出两点间的距离，t为两点间的时间间隔数与0.02 s的乘积这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度2粗略计算瞬时速度某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示，如图所示，vEDG或vEDF.纸带粘贴处：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012345x/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，填下表从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况位置012345t/sv/ms1 用图象来表示物体运动的速度