教科版高中物理必修第一册第一章描述运动的基本概念4实验：用打点计时器测量小车的速度课件（共45张PPT）

(课件网) 4．实验：用打点计时器测量小车的速度 　　　　 第一章　描述运动的基本概念 1．学会用打点计时器测量小车的速度。 2．能利用v-t图像分析实验数据，描述物体的运动。 素养目标 探究过程　梳理要点 一、实验原理与设计 1．实验的基本思想———极限思想 2．实验原理 (1)速度的计算：根据　 　　可求出任意两点间的平均速度。 (2)位移的测量：Δx是纸带上两点间的距离，利用刻度尺测量。 (3)时间的测量：Δt是这两点间的时间间隔。在Δt足够小时，我们可以认为其平均速度近似看作某点的瞬时速度。 二、实验器材 小车、附有滑轮的长木板、细绳、电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、学生电源、导线、刻度尺、纸带、坐标纸。 三、实验步骤 1．把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边。 2．纸带前端固定在小车后部，然后穿过打点计时器，小车前端的细绳穿过定滑轮垂下，如图所示。 3．把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)。 4．使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器，启动电源，打点计时器稳定工作后，用手水平拉动细绳，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，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。 四、数据处理 1．计算纸带的平均速度 (1)取纸带上能够看清的某一点为起始点O，后面每5个点取一个计数点，分别用A、B、C…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔Δt＝0.1 s。 (2)用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。 (3)计算两相邻计数点间的位移Δx。 (4)从打第1个点到打第n个点，纸带的运动时间为Δt＝0.02(n－1) s，纸带的位移为Δx，纸带的平均速度　　　。把测量和计算的结果填入表中。 实验次数 记录项 1 2 点数n 点划分出的间隔数n－1 运动时间Δt/s 位移Δx/m 平均速度 /(m·s－1) 2．用打点计时器测量瞬时速度 (1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。 (2)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T＝5×0.02 s＝0.1 s。在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”，如图所示。 用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD…的距离是s1、s2、s3、s4…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2、x4＝s4－s3…确定出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…，计算各段平均速度　　　　 (3)把相邻计时点间的平均速度当作起始点(或中间时刻)的瞬时速度，在坐标纸上绘制v-t图像。 3．绘制v-t图像 (1)以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。 (2)根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。 (3)用平滑曲线把这些点连接起来，即得到v-t图像。 五、误差分析 1．实验原理不完善造成系统误差：由于利用平均速度来代替计数点的瞬时速度，位移Δx的选取会带来系统误差。 2．测量、操作不够准确造成偶然误差 (1)在进行位移Δx的测量时，分段测量计数点间的位移Δx会带来偶然误差。 (2)在作图时，由于坐标单位选取使得描点和连线存在偶然误差。 返回 合作交流　应用拓展 一　教材原型实验 　　　某同学在做“用打点计时器测速度”的实验，细线一端与小车相连，另一端绕过定滑轮悬挂钩码，通过打点计时器和纸带记录了小车的运动情况。 (1)实验中除了电磁打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、一端附有滑轮的长直轨道、细线、钩码、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的有 A．220 V、50 Hz交流电源 B．电压可调的直流电源 C．6 V、50 Hz交流电源 D．刻度尺 E．秒表 F．天平 例1 √ √ 电磁打点计时器使用6 V、50 Hz交流电源；处理纸带时需要用刻度尺，由于打点计时器记录了 ... ...