2019版物理人教版必修1课件:第一章 4 实验 用打点计时器测速度 .pptx
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1、4 实验:用打点计时器测速度,一,二,三,四,一、实验目的 1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。 2.会安装并使用打点计时器。 3.理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度。 4.明确速度时间图像的意义,掌握描点法画图像的方法,并画出该实验中的速度时间图像。,一,二,三,四,二、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)及纸带、刻度尺、电源、导线等。,一,二,三,四,三、实验原理 1.两种打点计时器的原理构造(如图所示),一,二,三,四,电火花计时器工作时,由于纸带受到的阻力较小,所以比电磁打点计时器实验误差小。 打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点
2、就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。,一,二,三,四,3.粗略计算瞬时速度 如图所示,D的瞬时速度可以粗略地由包含D点在内的两点间的平均速度来表示,即可以用B、F(或C、E)两点间的平均速度来代替D点的瞬时速度。,2.根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度 (1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02 s(电源频率为50 Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。,一,二,三,四,4.v-t图像与其画法 为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图像来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中
3、描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图线。,一,二,四,三,四、实验步骤 1.练习使用打点计时器 (1)把打点计时器固定在桌子上,了解它的结构。 (2)按照说明把纸带装好。 (3)接通电源,用手水平地拖动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源。,一,二,四,三,2.用打点计时器测量瞬时速度 (1)取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干点。将数出的点数n及这些点划分出来的间隔数填入表中。并据此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间t,将结果填入表中。 (2)用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离x,并填入表中。 (3)根据纸带从第一个点到第
4、n个点的运动时间t和第一个点到第n个点的距离x,计算出纸带在时间t内运动的平均速度v,并填入表中。,一,二,三,一、实验注意事项 1.正确安装复写纸,调节复写纸位置,使纸带从复写纸圆片下穿过。 2.将计时器接入50 Hz交流电源,电磁打点计时器应从交流4 V开始,观察振片振动情况,若振幅较小,再升高电压至6 V。 3.接通电源,计时器工作,待12 s后再拖动纸带打出点迹。观察点迹是否清晰,打完点后,立即关闭电源(打点计时器是按间歇工作设计的,避免线圈过热而损坏)。,一,二,三,4.在纸带上打不出点或点迹颜色过淡的情况下,纠正的方法有三种:电源电压较低,可适当调高;调整复写纸位置或更换复写纸;调
5、整打点计时器的振针高度。 5.画v-t图像时,横轴与纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值、最小值合理选取,使描绘的图像能充满坐标平面的大部分空间。 6.画v-t图像时,不可以用折线将坐标系中所描绘的点进行连接,而应用一条平滑曲线来“拟合”坐标系中所描出的点。这样,曲线反映的规律才更接近真实情况。,一,二,三,二、误差分析 1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误差。为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移x来求平均速度。 2.分段测量计数点间的位移x带来误差。为减小此误差,应一次性测出各计数点到起始计数点O的距离,再分别计算出各计数点间的距离。,一,二,三,三、数据处理 1.用打点
6、计时器测量瞬时速度 用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内某点的瞬时速度。所取的时间间隔越接近该点,这种描述方法越准确。 如图所示,测量出包括D点在内的B、F两点间的位移x和时间t,一,二,三,一,二,三,2.用v-t图像描述物体的速度 (1)v-t图像的画法: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,即得到如图所示的v-t图像。 (2)v-t图像的意义:v-t图像非常直观地表示速度随时间变化的情况,它不是物体运动的轨迹。 (3)图像法是处理实验数据的常用方法。运用图像处理数据有许多优点,如可以使物理规律直观易懂,可
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