最新沪科版高中物理必修一第1章学案5实验利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度优质课件.ppt

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
高中物理·必修1·沪科版
第1章 怎样描述物体的运动
学案5 实验：利用打点计时器测量匀变速 直线运动的加速度
1 了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理.
2 学会使用打点计时器. 3 掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度. 4 能根据纸带求匀变速直线运动的加速度．
一、实验器材 1.交流电源 刻度尺 2.了解打点计时器 (1)低压 交流 4～6 二、实验原理 1.位置 2.中间时刻 3.(1)vt－t v0 (2)斜率
(2)0.02
一、实验步骤
1.如图所示，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.
一、实验步骤
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 V～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.
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A.电磁打点计时器是只能记录时间而不能记录பைடு நூலகம்移的仪器 B.若电源频率 f＝50 Hz，则每相邻的两个计数点之间的时间
间隔为 0.1 s C.打 B 点时运动物体的速度 vB＝0.20 m/s D.本实验也可以采用电火花计时器
例 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，图甲是一次记录小车运动情况的纸带，图中 A、B、C、 D、E 为相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未画出.(电 源频率为 50 Hz)
(1)根据运动学有关公式可求得 vB＝1.38 m/s，vC＝________m/s， vD＝3.90 m/s. (2)利用求得的数值在图乙所示坐标纸上作出小车的 v—t 图 线(从打 A 点时开始计时).利用纸带上的数据求出小车运动的 加速度 a＝________ m/s2. (3)将图线延长与纵轴相交，交点的纵坐标是 0.12 m/s，此交 点的物理意义是：____________________________________.
一、实验步骤
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.
二、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 图所示.(相邻两点间还有 4 个点未画出)
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.
三、注意事项
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.
二、数据处理
3.加速度的计算 (1)根据 a＝vt－t v0，求解加速度，可以多 求几次，再求 a 的平均值. (2)作出小车运动的 v－t 图像，利用斜率 求出小车的加速度.如图所示，小车的加 速度 a＝vt22－ －tv11.
三、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
二、数据处理
2.瞬时速度的计算和记录 (1)计算方法：某段时间的平均速度等于这段时间中间时刻 的瞬时速度，即 vn＝sn＋2Tsn＋1，例如图中计数点 4 的速度 v4＝s42＋Ts5，其中 T＝0.1 s. (2)设计表格并记录相关数据 位置 0 1 2 3 4 5 6 7 时刻 t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 v/(m·s－1)
D.取下纸带，再断开电源 E.将纸带固定在小车尾部，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： ①__A_中__应__先__接__通__电__源__，__再__放__开__纸_带______________________； ②_D__中__应__先__断__开__电_源__，__再__取__下__纸__带______________________； ③G.__换_上__新__纸__带__，__重__复__实__验__两__次_______________________； 正确的步骤顺序为_______B_E__C_A__D_G_F_________.
答案
(1)2.64 (2)12.6 (3)从 A 点开始计时时，小车的速度为 0.12 m/s
1.如图所示是用电磁打点计时器测量匀加速直线运动的加速
度时得到的一条纸带，测量出 AB＝1.2 cm，AC＝3.6 cm，
AD＝7.2 cm，计数点 A、B、C、D 中，每相邻两个计数点
之间有四个点未画出，以下说法正确的是
解析
(1)打 C 点时对应的速度为 vC＝s2BTD＝60.300－.2 7.50 cm/s＝264 cm/s＝2.64 m/s. (2)用描点法作出小车的运动图像如图所示.
解析
由图知小车运动的加速度 a＝vtDD－ －vtBB＝3.930－m1/s－×11.03－81 ms /s＝12.6 m/s2. (3)此交点表示从 A 点开始计时时，小车的速度为 0.12 m/s.