教科版（2019）高中物理 必修第一册 1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度课件

第4节　实验：用打点计时器测量小车的速度 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.了解计时器的结构，并学会安装。 2.知道数字计时器的工作原理。 3.能通过纸带上的点的位置关系分析物体的运动。 1.科学探究 对数据采集和处理，基于证据得出结论并做出解释。 2.关键能力 对数据、结论提出质疑、批判，进而提出创造性见解的能力。 三、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、钩码、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。 四、实验步骤 1.把打点计时器固定在桌子上。 2.安装纸带。 3.把打点计时器的两个接线柱接到交变电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接4～6 V低压交变电源，电火花打点计时器接220 V交变电源)。 4.启动电源，用手水平拉动纸带，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 位置 0 1 2 3 4 5 6 … x/m ? ? ? ? ? ? ? ? Δx/m ? ? ? ? ? ? ? ? Δt/s ? ? ? ? ? ? ? ? v/(m·s－1) ? ? ? ? ? ? ? ? (2)利用v－t图像分析物体的运动 用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到v－t图像。 六、误差分析 1.打点计时器打点周期不稳定。 2.根据纸带测出的位移存在偶然误差。 [例1] 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号写在空白处。 ■情境导入 探究 科学探究之实验操作 A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压_____(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上 B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_____，并压在_____下面 C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝_____ E.接通电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点 实验步骤的合理顺序是_____。 解析　打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；若打出n个点，则有(n－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝(n－1)×0.02 s；实验步骤的排列一般要按先安装器材然后进行实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是：B、A、E、D、C、F。 答案　交流　限位孔　复写纸　(n－1)×0.02 s　BAEDCF [针对训练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_____，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_____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4～6 V低压交变电源相连 C.用手水平地拉动纸带，然后启动电源 解析　(1)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是220 V，当交变电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点。 (2)电火花打点计时器使用220 V交变电源，故B错误；实验时应先启动电源，再拉动纸带，故C错误。 答案　(1)时间　位移　220 V　0.02　(2)BC [例2] 在测定速度的实验中，使用打点计时器测小车的速度，实验得到的一条纸 ... ...