纸带法在力学实验中的应用 教学课件

纸带法在力学实验中的应用年级：高中三年级（下）学科：物理一、学习目标1.总结归纳纸带法在所有力学实验中的应用；2.熟练应用纸带法解决力学实验问题。1.记录物体运动的时间①计时点：实际打的点。每两个点之间的时间间隔为0.02s。②计数点：选做研究的点。注意计数点选取时文字的描述，如：每隔四个点取一个计数点，每五个点选一个计数点，每两个计数点之间有四个未画出，T=0.1s。2.记录物体运动的位移1

纸带记录的信息二、知识回顾

2纸带的三大应用二、知识回顾1

2纸带的三大应用0123456x1x2x3x4x5x6二、知识回顾（1）研究匀变速直线运动（2）研究自由落体运动（3）探究加速度与物体力、物体质量的关系（4）验证机械能守恒定律（5）验证动量守恒定律3纸带法所涉及的力学实验二、知识回顾应用一：研究匀变速直线运动例1.在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，将穿过打点计时器的纸带与小车连接，打点计时器所接电源的频率为50Hz。(1)释放小车前，小车应________(填“靠近”或“远离”)打点计时器。(2)用打点计时器打出一条纸带。A、B、C、D、E为在纸带上所选的计数点。相邻两个计数点间还有四个计时点未画出，各点间的距离如图所示。打点计时器打B点时，小车的速度大小为________m/s；小车的加速度大小为________m/s2。(均保留两位有效数字)

靠近

T=0.1s

跟踪训练练习1：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中：某同学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共5个计数点。测得计数点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有四个点未画出来。①试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下D点时小车的瞬时速度vD＝________m/s。T=0.1s

②选择合适的单位长度，在坐标系中作出了小车的v－t图线，根据图线求出a＝________m/s2。(所有结果保留3位有效数字)③如果当时电网中交变电流的频率是f＝51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。跟踪训练

偏小1.20应用二：研究自由落体运动例2：利用图中所示的装置可以研究自由落体运动，并测重力加速度。(1)对该实验装置及其操作的要求，下列说法正确的是：______________(填写字母序号)。A.电磁打点计时器应接约8V的低压交流电源B.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上C.重物最好选用密度较小的材料，如泡沫塑料D.开始时应使重物靠近打点计时器处并保持静止E.操作时，应先放开纸带后接通电源F.为了减小误差，应重复多次实验，在打出的纸带中挑选一条最清晰的。G.为了便于测量，一定要找到打点计时器打下的第一个点，并选取其以后各连续的点作为计数点。ABDF(2)为了测试重物下落的加速度，还需要的实验器材有________。A.天平B.秒表C.米尺(3)若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重力加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此误差的原因：________。应用二：研究自由落体运动C1.有可能是空气阻力、限位孔摩擦阻力影响，导致下落加速度小于重力加速度。2.有可能交流电频率不稳定，打该纸带时频率大于50HZ。(4)如图所示，在打出的纸带上取连续清晰的7个点，打点计时器所用电源的频率为50Hz。用米尺测得第1、2、3、4、5、6点与0点的距离d如下表：

利用表中数据计算：(结果均保留三位有效数字)A.测出当地重力加速度g=________。B、打第1点时纸带运动的速度是________m/s。C、第0点________(填“是”或“不是”)自由落体运动的起点。应用二：研究自由落体运动

不是应用三:探究加速度与物体力、物体质量的关系例3.某同学用如图甲所示的装置做“探究物体的加速度与力的关系”的实验。实验时保持小车的质量不变，用钩码的重力作为小车受到的合外力，根据打点计时器在小车后端拖动的纸带上打出的点迹计算小车运动的加速度。(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫木的左右位置，直到纸带的点迹

，说明小车做匀速直线运动，这样做目的是

。

均匀平衡摩擦力应用三:探究加速度与物体力、物体质量的关系(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出，测出各计数点到A点之间的距离，如图乙所示。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值a＝__________m/s2。(结果保留2位有效数字)

1.0应用三:探究加速度与物体力、物体质量的关系(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度。根据测得的多组数据画出a－F关系图线，如图所示。试分析：图线不通过坐标原点O的原因是________________________________；图线上部弯曲的原因是__________________________________________________________________。平衡摩擦力时，倾斜角度太小用钩码的重力表示了细绳的拉力，

钩码质量变大时不再满足M》m应用四:验证机械能守恒例4．用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示．已知m1=50g、m2=150g，取g=9.8m/s2，则（结果保留两位有效数字）

①纸带上打下记数点5时的速度v=______m/s；0～5过程中系统动能的增量△EK=______J，系统势能的减少量△EP=______J；由此得出结论:

。

在误差允许的范围内，减少的重力势能等于增加的动能，机械能守恒③若某同学作出v2/2-h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g′=______m/s2．应用四:验证机械能守恒

应用五:验证动量守恒例5.(2019•山东烟台期中)某同学设计了如图甲所示的装置来探究碰撞过程中动量的变化规律，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为50Hz，长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力；在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体，继续做匀速直线运动。(1)若已得到打点纸带如图乙所示，并测得各计数点间距离标在图上，A为运动起始的第一点。则应选________段来计算小车A的碰前速度，应选________段来计算小车A和小车B碰后的共同速度(选填“AB”“BC”“CD’或“DE”)BCDE(2)已测得小车A的质量mA＝0.40kg，小车B的质量mB＝0.20kg，由以上的测量结果可得：碰前两小车的总动量为________kg•m/s。碰后两小车的总动量为________kg•m/s(结果均保留3位有效数字),所