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物理新学案同步沪科必修一课件：第1章怎样描述物体的运动实验：利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速 .pptx

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1、实验利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度第1章怎样描述物体的运动目标定位 1 了解电磁打点计时器的构造及工作原理并学会使用打点计时器 2 掌握测瞬时速度的方法会用打出的纸带求瞬时速度 3 能根据纸带求匀变速直线运动的加速度内容索引知识探究新知探究点点落实达标检测当堂检测巩固反馈知识探究 1 器材电磁打点计时器纸带一端附有滑轮的长木板小车细绳钩码坐标纸 2 了解打点计时器 1 电磁打点计时器如图1所示是一种使用电源的计时仪器工作电压为 V 一实验器材交流电源刻度尺低压交流 4 6 图1 2 当电源频率是50 Hz时电磁打点计时器每隔 s打一次点 0 02 二实验原理 1 打点计时器打出的纸带能记录运动物体在不同时刻的位置和物体运动的时间 2 根据纸带计算某时刻的瞬时速度根据可求任意两点间的平均速度把这个平均速度值看成这段时间中间时刻的瞬时速度注学习第2章后就会知道匀变速直线运动中某段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度 3 加速度的计算 1 根据计算出物体的加速度 2 由v t图像利用图

2、线的斜率求出物体的加速度三实验步骤 1 如图2所示把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上并使滑轮伸出桌面打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端连接好电路图2 2 纸带穿过限位孔把复写纸套在定位轴上并且压在纸带上面把打点计时器的两个接线柱接到4 6 V的低压交流电源上 3 把一条细绳拴在小车上使细绳跨过滑轮下面挂上适当的钩码放手后看小车能否在木板上平稳地加速滑行然后把纸带穿过打点计时器的限位孔并把纸带的另一端固定在小车的后面 4 把小车停在靠近打点计时器处先接通电源后释放小车让小车拖着纸带运动打点计时器就在纸带上打下一系列小点换上新纸带重复实验三次四数据处理 1 挑选纸带并测量在三条纸带中选择一条点迹最清晰的为了便于测量舍掉开头一些过于密集的点迹找一个适当的点当作计时起点 0点每5个点相隔0 1 s 取一个计数点进行测量如图3所示相邻两点间还有4个点未画出图3 2 瞬时速度的计算和记录 2 设计表格并记录相关数据位置01234567 时刻t s00 10 20 30 40 50 60 7 v m s 1 3

3、加速度的计算图4 五注意事项 1 开始释放小车时应使小车靠近打点计时器 2 先接通电源等打点稳定后再释放小车 3 打点完毕立即断开电源 4 选取一条点迹清晰的纸带舍弃开头点迹密集部分适当选取计数点注意计数点与计时点的区别弄清楚所选的时间间隔T等于多少一般在纸带上每隔4个点取一个计数点即时间间隔为T 0 02 5 s 0 1 s 5 在坐标纸上画v t图像时注意坐标轴单位长度的选取应使图像尽量分布在坐标平面中央 6 利用描出的点作v t图像时不要将相邻的点依次相连成折线而应使大多数点在直线或曲线上不在线上的点均匀分布在直线或曲线两侧个别离线较远的点舍去典例精析例1 在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度实验中某同学进行了以下实验操作步骤试找出其中的错误和遗漏的步骤遗漏步骤可编上序号G A 拉住纸带将小车移到靠近打点计时器的一端后放开纸带再接通电源 B 将打点计时器固定在长木板无滑轮一端并接好电路 C 把一条细绳拴在小车上细绳跨过定滑轮下面吊着适当的钩码 D 取下纸带再断开电源 E 将纸带固定在小车尾部

4、并穿过打点计时器的限位孔 F 从所打的纸带中选取理想的纸带进行测量分析错误和遗漏 G 正确的步骤顺序为 A中应先接通电源再放开纸带 D中应先断开电源再取下纸带换上新纸带重复实验两次 BECADGF 答案例2 某同学在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中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 F G共7个计数点相邻计数点间的距离如图5所示每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0 1 s 本题计算结果均保留3位有效数字图5 1 在实验中使用打点计时器时应先再填释放纸带或接通电源接通电源释放纸带解析在实验中使用打点计时器时应先接通电源再释放纸带 2 每两个计数点间还有个点没有标出 4 答案解析 3 试根据纸带上各个计数点间的距离每隔0 1 s测一次速度计算出打下B C D三个点时小车的瞬时速度并将各个速度值填入下表 vBvCvDvEvF 数值 m s 0 6400 721 0 4000 4790 560 答案解析 4 将B C D E F各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中

5、并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线图6 答案见解析图解析图线如图所示答案解析达标检测 1 如图7所示是一位同学使用打点计时器得到的两条纸带他将两条纸带甲乙上下并排放在一起进行比较在图中A B两点之间两条纸带甲乙运动的时间之比是 A 1 1 B 2 1 C 1 2 D 无法比较答案 12 图7 解析 2 在用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点共取了A B C D E F六个计数点每相邻两个计数点间的四个点未画出如图8所示从每一个计数点处将纸带剪开分成五段分别为a b c d e段将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xOy坐标系中如图9所示图9 图8 12 1 请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v t关系的图线在图9中作答并指出哪个轴相当于v轴 v t图线见解析图 y轴相当于v轴解析以纸带宽度为时间单位0 1 s x 轴相当于t轴 y轴相当于v轴每段纸带上端中点的纵坐标相当于这段时间中间时刻的瞬时速度把纸带上端中点连起来就得到v t图线答案解析 12 2 从第一个计数点开始计时为了求出0 15 s时刻的瞬时速度需要测出哪一段纸带的长度 b段解析用b纸带的长度除以0 1 s就是完成b纸带这段长度的平均速度也近似等于0 15 s时刻的瞬时速度故需测出b段纸带的长度答案解析 12 3 若测得a段纸带的长度为2 0 cm e段纸带的长度为10 0 cm 则可求出加速度的大小为 m s2 2 0 解析 0 05 s时的瞬时速度答案解析 12

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