高一物理必修1 1.4《實驗:用打點(diǎn)計時器測速度》學(xué)案1(人教版)
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111 一、實驗原理 1.兩種打點(diǎn)計時器(電磁打點(diǎn)計時器和電火花計時器)在接通50 Hz的交流電源時,打點(diǎn)時間間隔都是0.02 s. 2.當(dāng)紙帶跟運(yùn)動物體連在一起時,打點(diǎn)計時器打在紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出物體在不同時刻的位置,紙帶上各點(diǎn)之間的間隔就表示相應(yīng)時間間隔中物體的位移,根據(jù)平均速度的定義式=,當(dāng)Δt很短時,可以認(rèn)為等于t時刻的瞬時速度. 二、實驗器材 打點(diǎn)計時器(電磁打點(diǎn)計時器或電火花計時器)、紙帶、刻度尺、交流電源、導(dǎo)線等. 兩種打點(diǎn)計時器的比較: 電磁打點(diǎn)計時器 電火花計時器 電源種類 6V以下低壓交流電源 220 V交流電源 打點(diǎn)頻率 打點(diǎn)時間間隔0.02 s、 頻率50Hz 打點(diǎn)時間間隔0.02 s、 頻率50Hz 打點(diǎn)方式 振針通過復(fù)寫紙在紙帶上打點(diǎn) 火花放電使墨粉在紙帶上成點(diǎn) 阻力來源 紙帶與限位孔的摩擦; 振針與紙帶打點(diǎn)接觸時的摩擦 紙帶與限位孔的摩擦; 摩擦阻力比電磁打點(diǎn)計時器小 電火花計時器比電磁打點(diǎn)計時器更精確,實驗誤差小。 三、實驗步驟 1.把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過限位孔,壓在復(fù)寫紙的下面. 2.把電磁打點(diǎn)計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線分別與電源的接線柱相連接. 3.打開電源開關(guān),用手水平地拉動紙帶使它在水平方向上運(yùn)動,紙帶上就打下了一系列點(diǎn). 4.關(guān)閉電源,取下紙帶,從能看得清的某個點(diǎn)數(shù)起,數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點(diǎn),如果共有n個點(diǎn),那么點(diǎn)的間隔數(shù)為n-1個,紙帶的運(yùn)動時間Δt=0.02(n-1) s. 5.用刻度尺測量出從開始計數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離Δx. 6.利用公式=,計算出紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度. 7.從幾條紙帶中選擇一條比較理想的紙帶,舍掉開始一些比較密集的點(diǎn),在后面便于測量的地方找一個開始點(diǎn),以后依次每五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn),并標(biāo)明A、B、C、D…,如圖所示,測出O到A、A到B、B到C…之間的距離x1、x2、x3…. 四、數(shù)據(jù)處理 1.表格法 打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T,則A、B、C、D…各點(diǎn)的瞬時速度分別為: vA=、vB=、vC=,vD=… 把數(shù)據(jù)填入下表,根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速運(yùn)動。 位置編號 1 2 3 4 5 6 (Xn+Xn+1)/m v/(m/s) 2.圖象法 (1)圖象的描繪:以速度v為縱軸、時間t為橫軸,在方格紙上建立直角坐標(biāo)系.根據(jù)測得的速度值在坐標(biāo)系中描點(diǎn),然后用平滑的曲線將這些點(diǎn)連接起來,就得到了一條能夠描述紙帶運(yùn)動的速度v與時間t關(guān)系的圖象.稱為速度—時間圖象,簡稱速度圖象,即v-t圖象. (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(yùn)動的軌跡. (3)v-t圖象中反映的物理量 ①任一時刻瞬時速度的大小。 ②速度的方向。 速度為正,表示物體沿規(guī)定的正方向運(yùn)動, 速度為負(fù),表示物體沿規(guī)定的正方向的反方向運(yùn)動. ③從v-t圖象上可以直觀的看出速度隨時間的變化情況 ④勻速直線運(yùn)動的圖象是一條平行于t軸的直線 五、注意事項和誤差分析(略) 二、典例分析: 題型一、打點(diǎn)計時器的原理及使用 例1、電磁打點(diǎn)計時器是一種使用___________電源的計時儀器,它的工作電壓為________,當(dāng)電源頻率為50 Hz時,它每隔________s打一次點(diǎn).使用電磁打點(diǎn)計時器時,應(yīng)將紙帶穿過______,復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上,并要放在紙帶的________面;應(yīng)把__________電源用導(dǎo)線接在接線柱上;打點(diǎn)時應(yīng)先________,再讓紙帶運(yùn)動. 題型二、紙帶的測量、分析和計算 例2、 如圖所示為某次實驗時打出的紙帶,打點(diǎn)計時器每隔0.02 s打一個點(diǎn),圖中O點(diǎn)為第一個點(diǎn),A、B、C、D為每隔一點(diǎn)選定的計數(shù)點(diǎn).根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù),紙帶上A、C兩點(diǎn)對應(yīng)的時間為______s,紙帶在A、D間的平均速度為______cm/s,打B點(diǎn)時紙帶的瞬時速度為______cm/s,你能求出打O、D點(diǎn)時間內(nèi)紙帶的平均速度嗎?為什么?答:____ ______ _____. 變式練習(xí):打點(diǎn)計時器所用電源的頻率為50 Hz,某次實驗中得到的一條紙帶,用毫米刻度尺測量情況如圖145所示,紙帶在A、C間的平均速度為________m/s,在A、D間的平均速度為________m/s,B點(diǎn)的瞬時速度更接近于________m/s. 111- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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