高中物理教科版2019必修一 1.4实验用打点计时器测量小车的速度 课件17张PPT

实验：用打点计时器测量小车的速度
一、打点计时器的使用和平均速度的测量
1.把打点计时器固定在桌子上。
2.安装纸带。
3.把打点计时器的两个接线柱接到 电源上（电源频率为50????????），电磁打点计时器接 V低压 电源，电火花打点计时器接 ???? 电源。
4.启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。
?
交变
4～6
交变
220
交变
一、打点计时器的使用和平均速度的测量
5.取纸带上能够看清的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用1,2,3…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔????????＝ ????。
6.用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。
7.计算两相邻计数点间的位移????????。
8.利用公式????＝ 计算纸带上各相邻计数点间的平均速度。
?
0.1
????????????????
?
例题讲解
1.以下是练习使用电火花打点计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是_____。
A.把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔
B.把打点计时器与4～6 V低压交变电源相连
C.用手水平地拉动纸带，然后启动电源
D.取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离????????，用公式????＝????????????计算纸带运动的平均速度
?
解析：电火花打点计时器使用220 V交变电源，故B错误；实验时应先启动电源，再拉动纸带，故C错误。
BC
二、瞬时速度的测量????－????图像
?
1.测瞬时速度的原理
纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移????????内的平均速度表示，即根据????＝______，当????????或????????较小时，用这个__ ____ 代表纸带经过该位置的瞬时速度。
如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即????????＝ 。
?
????????????????
?
????????????????
?
平均速度
二、瞬时速度的测量????－????图像
?
2.数据处理
位置
0
1
2
3
4
5
6
…
????/m
?
?
?
?
?
?
?
?
Δ????/m
?
?
?
?
?
?
?
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Δ????/s
?
?
?
?
?
?
?
?
????/(m·s-1)
?
?
?
?
?
?
?
?
位置
0
1
2
3
4
5
6
…
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
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?
?
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?
?
?
?
?
?
?
（2）建立平面直角坐标系，如图所示，根据测量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，即得到物体运动的????－????图像。
?
（1）根据????=????????????????计算出的速度可以代表在????????这一段位移内任意一点的瞬时速度，将数据填入表中。
?
例题讲解
1.在“用打点计时器测量小车的速度”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、C…七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。
（1）求出A点到D点的距离是_____ ????????。
（2）由实验数据可得A点到D点的平均速度是______ ????/????；B点的瞬时速度是____ ????/????。（结果均保留两位有效数字）
?
4.10
0.14
0.13
例题讲解
2.在“用打点计时器测速度”的实验中，打点计时器使用的交变电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5共六个计数点，相邻两计数点之间还有四个计时点未画出，纸带旁并排放着带有最小分度为1 mm的刻度尺，0刻度跟“0”计数点对齐，读出1、3、5三个计数点跟0计数点的距离并填入表格中。
距离
????1
????2
????3
测量值/????????
?
?
?
距离
?
?
?
计算小车通过计数点“2” 的瞬时速度为????????＝______ m/s。
?
1.20　 5.40　 12.00
0.21
例题讲解
解析：由题图可知????????＝1.20 cm，????????＝5.40 cm，????????＝12.00 cm.
每两个相邻计数点间的时间间隔????＝0.02×5 s＝0.10 s
?
????????=????????????????????=（????.?????????????.????????）×?????????????????×????.????????????/????=????.?????????????/????
?
三、注意事项
1.打点前，应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。
2.打点时，应先 ，待打点计时器打点 后，再拉动纸带。
3.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。
4.对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕，即统一测量出各个计数点到起始点????之间的距离。
5.为减小实验误差，1,2,3,4…不一定是连续的计时点，可以每5个点（中间隔4个点）取一个计数点，此时两计数点的时间间隔????＝ s。
6.计算某计数点的瞬时速度时，一般地Δx、Δt应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间，????????＝?????????+?????n+1????????。
?
接通电源
靠近
稳定
0.1
三、注意事项
图象法处理数据“三注意”
1.建立坐标系时，坐标原点、坐标轴表示的物理量及单位都要标注清楚。
2.画速度—时间图象时，要用平滑的曲线将各个点连接起来，不能画折线。
3.标度的选取要适当，尽量让图象占据坐标系的大部分空间。
课堂练习
1 ．（多选）在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是（ ）
A．打点前，小车应靠近打点计时器处，要先接通电源，待计时器开始打点稳定后再释放小车
B．舍去纸带上开头比较密集的点，然后选取计数点
C．打点频率为50 Hz，若每隔四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.1 s
D．实验中应使小车速度尽量小些
ABC
课堂练习
2．在实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示，要求测出D点的瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，下列几种方法中最准确的是（ ）
A．????????＝?????????????????，Δt1＝0.10 s　　B．????????＝?????????????????，Δt2＝0.06 s
C．????????＝?????????????????，Δt3＝0.10 s D．????????＝?????????????????，Δt4＝0.04 s
?
D
课堂练习
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所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s。（本题计算结果均保留3位有效数字）
（1）在实验中，使用打点计时器时应先_________再_________（均选填“释放纸带”或“接通电源”）。
（2）每两个计数点间还有________个点没有标出。
接通电源
释放纸带
4
课堂练习
（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10 s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.
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
????????
????????
????????
????????
????????
数值
（????·????－????）
?
?
?
0.640
0.721
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}
?
?
?
0.640
0.721
0.400
0.479
0.560
课堂练习
（4）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
谢 谢