【同步导学】高中物理课件 3.2变速直线运动的实验探究课件 鲁科必修1

第2节匀变速直线运动的实验探究电磁打点计时器电火花打点计时器2．工作原理(1)电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器．当接在10V以下(一般保证在4V以上)的低压交流电源上时，线圈的磁场方向周期性改变，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点迹．振片的振动周期与电源的电流变化周期一致，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s.(2)电火花打点计时器：它是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器．当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹．当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s.3．两种打点计时器的比较类型比较电磁打点计时器电火花打点计时器所用电源4～6V低压交流220V交流打点方式振针打点电火花打点时间间隔每隔0.02s打一次点每隔0.02s打一次点实验误差振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小1.对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(

)A．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉【解析】

电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉，所以C、D错误．【答案】

AB【答案】0.350.430.35同理Δs2＝Δs3＝……＝Δsn＝Δs1＝aT2.其中T为恒量量，因因a也为恒恒量，，Δs＝aT2为恒量量，即即做匀匀变速速直线线运动动的物物体在在连续续相等等时间间内的的位移移之差差是恒恒量，，它是是物体体做匀匀变速速直线线运动动的必必要条条件，，也是是我们们判断断物体体是否否做匀匀变速速直线线运动动的依依据．．与打点点计时时器记记录的的信息息相比比，频频闪灯灯的闪闪光频频率相相当于于打点点计时时器交交流电电源的的频率率，而而相同同时间间间隔隔出现现的影影像则则相当当于打打点计计时器器打出出的点点．因因此，，运动动物体体的频频闪照照片既既记录录了物物体运运动的的时间间信息息，又又记录录了物物体运运动的的位移移信息息．至至于根根据时时间和和位移移信息息求加加速度度的方方法，，两者者都是是一样样的．．2．用手手按住住小车车，使使小车车停在在靠近近打点点计时时器处处．先先接通通电源源，再再放开开小车车，小小车在在拖着着纸带带运动动的同同时，，打点点计时时器就就在纸纸带上上打下下一系系列的的点．．断开开电源源，取取下纸纸带；；更换换新纸纸带，，重复复实验验3次～5次．3．选择择一条条点迹迹清晰晰的纸纸带，，舍掉掉开头头一些些过于于密集集的点点，找找一个个适当当的点点做计计时起起点，，选择择每经经过5个间隔隔点为为一个个计数数点，，即每每相邻邻的计计数点点为一一段，，其时时间间间隔为为0.1s，用毫毫米刻刻度尺尺测出出各相相邻的的计数数点之之间的的距离离，把把测出出的数数据填填入设设计好好的表表格中中．4．改变变长木木板的的倾斜斜角度度，重重复做做几次次实验验．位置间隔0～11～22～33～44～5间隔距离(cm)s1＝s2＝s3＝s4＝s5＝(3)作出速速度—时间图图象．．在坐标标纸上上，以以速度度v为纵轴轴、时时间t为横轴轴建立立直角角坐标标系．．根据据上表表中的的v、t数据，，在直直角坐坐标系系中描描点，，如下下图所所示，，通过过观察察、思思考，，找出出这些些点的的分布布规律律，然然后根根据这这些点点的分分布趋趋向，，用一一条平平滑的的曲线线(包括直直线)连接这这些点点，并并尽量量让多多数点点落在在曲线线上(或直直线线)上，，不不在在曲曲线线(或直直线线)上的的点点应应分分布布在在曲曲线线(或直直线线)两侧侧，，且且两两侧侧的的点点数数大大致致相相同同．．注意意：：在在坐坐标标纸纸上上画画v－t图象象时时，，坐坐标标轴轴单单位位长长度度的的选选取取要要合合适适，，使使图图象象分分布布在在坐坐标标平平面面的的大大部部分分面面积积上上．．(4)分析析v－t图象象，，小小车车运运动动的的加加速速度度数数值值上上等等于于v－t图线线的的斜斜率率，，应应注注意意其其斜斜率率等等于于Δv/ΔΔt，不不能能由由tanθ求加加速速度度．．5．选选择择一一条条理理想想的的纸纸带带，，是是指指纸纸带带上上的的点点迹迹清清晰晰，，适适当当舍舍弃弃点点密密集集部部分分，，适适当当选选取取计计数数点点，，弄弄清清楚楚所所选选的的时时间间间间隔隔T等于于多多少少秒秒．．6．每每打打好好一一条条纸纸带带，，将将定定位位轴轴上上的的复复写写纸纸换换个个位位置置，，以以保保证证打打点点清清晰晰．．7．不不要要分分段段测测量量各各段段位位移移，，应应尽尽可可能能地地一一次次测测量量完完毕毕(可先先统统一一量量出出各各计计数数点点到到计计数数起起点点O之间间的的距距离离)．读读数数时时应应估估读读到到毫毫米米的的下下一一位位．．8．要要区区分分打打点点计计时时器器打打出出的的计计时时点点和和人人为为选选取取的的计计数数点点，，一一般般在在纸纸带带上上每每隔隔4个点点取取一一个个计计数数点点，，即即时时间间间间隔隔为为T＝0.02×5s＝0.1s.9．在在坐坐标标纸纸上上画画v－t图象象时时，，注注意意坐坐标标轴轴单单位位长长度度的的选选取取，，应应使使图图象象尽尽量量分分布布在在较较大大的的坐坐标标平平面面内内．．【解析析】电磁磁打打点点计计时时器器用用的的是是低低压压交交流流电电源源；；开开始始前前将将小小车车停停在在靠靠近近打打点点计计时时器器的的位位置置；；实实验验前前应应把把纸纸带带放放在在复复写写纸纸下下方方，，先先接接通通电电源源，，待待打打点点稳稳定定后后再再放放开开纸纸带带．．【答案案】BC选择择器器材材及及进进行行实实验验应应特特别别注注意意下下列列问问题题：：(1)明确确打打点点计计时时器器对对电电源源的的要要求求———交流流电电源源．．(2)保证证所所打打第第一一个个点点速速度度为为零零的的方方法法——先通电，，后放开开小车．．(3)要防止钩钩码落地地和小车车跟滑轮轮相撞，，当小车车到达滑滑轮前要要及时用用手按住住它．纸带________是匀速通通过打点点计时器器的，纸纸带________是越走越越快的，，纸带________是开始越越走越快快，后来来又越走走越慢的的．若所所用电源源的频率率是50Hz，图中D纸带，从从A点通过计计时器到到B点通过计计时器，，历时________s，位移为为________m，这段时时间内纸纸带运动动的平均均速度是是________m/s，BC段的平均均速度是是________m/s，AD段的平均均速度是是________m/s.【答案】A、CBD0.040.276.75117.88(1)试计算在在打下B、C、D、E各点时小小车的瞬瞬时速度度vB、vC、vD、vE各多大？？(2)计算小车车的加速速度为多多大？【答案】(1)0.145m/s0.495m/s0.575m/s0．658m/s(2)2.0m/s2【思路点拨拨】拍摄得到到的小球球的照片片中，A、B、C、D……各小球的的位置，，正是首首先释放放的某球球每隔0.1s所在的位位置．这这样就把把本题转转换成一一个物体体在斜面面上做初初速度为为零的匀匀加速运运动的问问题了．．求拍摄摄时B球的速度度就是求求首先释释放的那那个球运运动到B处的速度度；求A球上面还还有几个个正在滚滚动的小小球变换换为首先先释放的的那个小小球运动动到A处经过了了几个时时间间隔隔(0.1s)．【答案】(1)1.75m/s(2)两颗1．在“使用打点计计时器测速速度”的实验中，，除电源、、纸带外，，还需选用用的仪器是是()A．停表B．刻度尺C．速度计D．打点计时时器【解析】由打点计时时器在纸带带上打下的的点的间隔隔数可知任任意两点间间的时间间间隔，故不不需要停表表．再利用用刻度尺测测出两点间间的距离就就可进一步步求出平均均速度，故故不需要速速度计．【答案】BD2．打点计时时器振针打打点的周期期，决定于于()A．交流电压压的高低B．交流电的的频率C．永久磁铁铁的磁性强强弱D．振针与复复写纸的距距离【解析】打点计时器器振针打点点的周期决决定于交流流电的频率率，例如频频率为50Hz时每隔0.02s打一个点．．【答案】B3．根据打点点计时器打打出的纸带带，我们可可以不利用用公式计算算就能直接接得到的物物理量是()A．时间间隔隔B．位移C．速率D．平均速度度【答案】AB4．如下图所所示是同一一打点计时时器打出的的4条纸带，哪哪条纸带的的加速度最最大()【解析】4条纸带的时时间间隔相相等，其中中C、D2条纸带上的的点间隔均均匀表明它它们是做匀匀速直线运运动，可看看做加速度度为0.A、B2条纸带上的的点间隔在在不断增大大，且A条纸带上的的点相邻间间距之差较较大，故纸纸带A的加速度最最大．【答案】A5．(2010年宁波高一一检测)打点计时器器是高中物物理中重要要的物理实实验仪器，，下图中甲甲、乙两种种打点计时时器是高中中物理实验验中常用的的，请回答答下面的问问题(1)甲图是________打点计时器器，电源采采用的是________．(2)乙图是________打点计时器器，电源采采用的是________．(3)在某次实验验中，物体体拖动纸带带做匀加速速直线运动动，打点计计时器所用用的电源频频率为50Hz，实验得到到的一条纸纸带如下图图所示，纸纸带上每相相邻的两个个计数点之之间都有4个点未画出出．按时间间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点点，实验中中用直尺量量出各计数数点到0点的距离如如图所示(单位：cm)．①在计数点1所代表的时时刻，纸带带运动的瞬瞬时速度为为v1＝________m/s，物体的加加速度a＝________m/s2.(保留两位有有效数字)②该同学在测测量的时候候没有将计计数点5的数值记录录下来，根根据前面的的数值可以以推算出计计数点5到0点的距离为为________cm.【答案】(1)电磁低压压交流电4V～6V(2)电火花交交流220V(3)①0.180.75②14.506．一个小球球沿斜面向向下运动，，用每间隔隔0.1s曝光一次的的频闪相机机拍摄不同同时刻小球球位置的照照片如下图图所示，即即照片上出出现的相邻邻两个小球球的像之间间时间间隔隔是0.1s，测得小球球在几个连连续相等时时间内的位位移(数据见表)，则：s1(cm)s2(cm)s3(cm)s4(cm)8.209.3010.4011.50【解析】由表中数据据s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝1.10cm，可以判断断小车做匀匀加速直线线运动．本实验加速速度的求法法采用逐差差法，即乙乙的方法，，这样能将将s1、s2、s3、s4全用上，有有效地减小小误差，代代入数据解解得a＝1.1m/s2.【答案】(1)相等匀加加速(2)乙1.1m/s27．一小球在在桌面上从从静止开始始做加速运运动，现用用高速摄影影机在同一一底片上