第一章　4　实验：用打点计时器测量小车的速度（课件 学案 练习，共3份）教科版（2019）必修 第一册

4　实验：用打点计时器测量小车的速度 ［学习目标］　1.学会安装和使用打点计时器。2.会根据纸带上的点迹测量、记录和处理实验数据，并会用测量数据计算瞬时速度(重点)。3.能运用实验数据描绘v-t图像，并会根据图像说明物体的运动情况(重难点)。 一、实验设计 使小车拉动纸带运动，用打点计时器按相同的时间间隔在纸带上打出一系列点迹。这些点迹对应着各时刻小车的位置，通过测量各个时刻小车的位置，算出相邻时刻间的位移，由于时间间隔Δt足够小，所以Δt内的平均速度　　　　　　对应着这段时间起始点的　　　　　　速度。 二、实验器材 小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、　　　　　　、坐标纸。 三、实验操作 1.按图甲安装实验器材。 打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接6 V低压交流电源，电火花打点计时器接220 V交流电源)。 甲 2.使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器，开启打点计时器的电源开关。打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动。待小车运动约一半距离时，松开手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端。纸带上会留下一系列点迹如图乙所示。 乙 四、处理数据 1.在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间，把第1个点标为O，而后依次标为A、B、C、D…。 2.用刻度尺测量各点的位置(一般使刻度尺的零刻度线与O点对齐，即O点的位置记为0)，记录在下表中。 计数点序号 O A B C D E … 计数点对应的时刻/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 计数点对应的位置坐标x/m 3.计算各相邻计时点间的位移xOA、xAB、xBC、xCD、xDE…并记录在下表中。 4.根据平均速度公式=　　　　　　，计算各段的平均速度、、、、…并记录在下表中。 相邻计时点间的位移Δx/m xOA xAB xBC xCD xDE xEF … 相邻计时点间的平均速度 v/(m·s-1) … 五、绘制v-t图像 把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度(例如把当作vO)，在如图所示的坐标纸上绘制v-t图像。 六、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，A、B、C、D…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T=　　　　　　 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，vn=。 为什么我们可以把相邻计时点的平均速度当作起始点的瞬时速度？ _____ _____ 例1　(1)打点计时器是记录做直线运动物体的　　　　和　　　　的仪器。电火花打点计时器是其中的一种，其工作电压是　　　　，它靠电火花和墨粉打点，当电源的频率为50 Hz时，它每隔　　　　秒打一次点。 (2)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，把墨粉纸盘套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔 B.把打点计时器与6 V低压直流电源相连 C.用手水平地拉动纸带，然后启动电源 D.关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0，用公式v=计算纸带运动的平均速度 例2　在“测量纸带的速度”的实验中，得到如图所示的纸带，其中A、B、C、D、E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T，x1、x2、x3、x4、x5、x6分别为AB、BC、CD、DE、EF、FG的长度，下列用来计算打D点时纸带速度的表达式中误差最小的是 (　　) A. B. C. D. 例3　如图是实验中得 ... ...