高中物理第一章运动的描述1_4实验：用打点计时器测速度课件新人教版必修1

第4节 实验：用打点计时器测速度,一、实验目的 1了解打点计时器的结构、原理及使用方法 2学会用打点计时器测量物体的速度 3能利用vt图象分析实验数据，描述物体的运动。,二、实验原理 1两种打点计时器的比较,三、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。 四、实验过程 1实验步骤 (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上接线柱接到6 V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。随后关闭电源。 (4)重复步骤(2)、(3)，获得35条纸带。 (5)选择一条点迹清晰便于分析的纸带，往后数n个点，n个点之间的间隔数为(n1)，纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间t0.02(n1) s。 (6)用刻度尺测量出第1个点到第n个点间的距离x。,(2)用打点计时器测量瞬时速度 选取一条点迹清晰便于分析的纸带。 从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T50.02 s0.1 s。在纸带上用O、A、B、C、D标出这些“计数点”，如图所示。,(3)用vt图象描述物体的速度 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。 根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。 用平滑曲线把这些点连接起来，即得到vt图象。,五、误差分析 1利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移x来求平均速度。 2测量计数点间的位移x带来误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。 3计数点间的时间t搞错。几个计数点间的时间间隔为t(n1)0.02 s。而非tn0.02 s。 4作vt图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差。,六、注意事项 1实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。 2使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再拉动纸带。 3手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。 4使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。,5使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。 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。,要点一 实验原理和实验操作 例1 (2017徐州高一检测)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压_(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。,解析 A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D项中纸带上记录的时间t(n1)0.02 s。合理的实验步骤为BAEDCF。 答案 交流 限位孔 复写纸 (n1)0.02 s BAEDCF,要点二 纸带的处理 例2 (2016吉林一中期中)打点计时器所用交流电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺进行测量，如图1所示，则纸带在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。,要点三 数据的处理、vt图象 例3 如图2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x15.18 cm,1、2间的距离x24.40 cm,2、3间的距离x33.62 cm,3、4间的距离x42.78 cm,4、5间的距离x52.00 cm,5、6间的距离x61.22