第一章 第4节　实验：用打点计时器测量小车的速度（课件 学案）高中物理 教科版（2019）必修 第一册

(课件网) 第4节　 实验：用打点计时器测量小车的速度 目 录 01. 基础知识·准落实 02. 必备技能·细培养 03. 教学效果·勤检测 基础知识·准落实 梳理归纳 自主学习 01 一、实验目的 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。 二、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v＝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。 三、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、复写纸、导线、刻度尺、纸带、坐标纸。 四、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，纸带上就打出一行小点，随后立 即关闭电源。 5. 取纸带上能够看清的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数 点，分别用1，2，3，…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。 6. 用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。 7. 计算两相邻计数点间的位移Δx。 五、数据处理 1. 计算纸带的平均速度：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v＝。 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v/（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. 用v-t图像描述物体的速度 （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。 六、误差分析 1. 实验原理不完善造成系统误差：利用平均速度来代替计数点的瞬时 速度，由于位移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。 必备技能·细培养 诱思导学 触类旁通 02 题型一 实验原理与操作 【典例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 V，电火花打点计时器靠电火花和墨粉打点，当交变电源的频率为50 Hz时，它每隔 s打一次点。 时间　 位 移　 220　 0.02　 解析：打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器，均使用交变电源，电火花打点计时器的工作电压 ... ...