实验测量纸带的平均速度和瞬时速度

二、数据收集与分析 1.表格法:每相邻两个计数点之间的时间间隔为 T,则 A、B、
提示:使用打点计时器时应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放纸带。 2.纸带上的点迹直接记录了哪些信息?(科学思维) 提示:纸带上的点迹直接记录了运动物体在不同时刻的位置和不同时间内的位移及运动时间。
类型 1 数据处理计算瞬时速度
类型 2 练习使用打点计时器测速度
【典例 2】(1)打点计时器接________(选填“交流”或“直流”)电源,当频率是 50 Hz 时,打点计时
器每隔____Biblioteka Baidu___秒打一个点。
(2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带
上直接得到的物理量是 ( )
A.时间间隔
(1)相邻两计数点间的时间间隔为 T=__________ s。 (2)计数点 2、4 之间的平均速度 v24=__________ m/s。 (3)打点计时器打计数点 3 时,小车的速度大小 v3=____________ m/s。 7.(18 分)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,得到如图所示的纸带,按照打点的先后顺序, 纸带上的计数点依次用 O、A、B、C、D、E 表示,每两个相邻的计数点之间还有 4 个计时点没画出来。
(1)电磁打点计时器使用__________V 的__________(选填“交流”或“直流”)电源;电火花计时器 使用______V 的__________(选填“交流”或“直流”)电源。 (2)由图可以知道,A、B 两点的时间间隔是________s,纸带做的是__________(选填“加速”“减速” 或“匀速”)直线运动。 (3)小车经过 OE 段的平均速度是__________m/s,小车经过 B 点时的速度是__________m/s。
(结果保留两位有效数字)
【典例 1】某同学在“用打点计时器测速度”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 0、1、2、3、4、5、6 共 7 个测量点,每两个相邻的测量点之间还有四个点
没标出,其部分相邻点间的距离如图所示,完成下列问题。
课堂素养达标
1.(多选)在“使用打点计时器测速度”的实验中,除电源、纸带外,还需选用的仪器是 ( )
A.电源电压越高,每打两个点的时间间隔就越短
B.纸带速度越大,每打两个点的时间间隔就越短
C.打点计时器连续打两个点的时间间隔由交流电的频率决定
D.如果将交流电改为直流电,打点计时器连续打两个点的时间间隔保持不变
(2)打下点 4 时小车的瞬时速度约为________m/s。(要求计算结果保留 2 位有效数字)
B.位移
C.平均速度
D.瞬时速度
(3)关于打点计时器的使用说法正确的是 ( )
A.电磁打点计时器使用的是 10 V 以下的直流电源
B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小
D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
(4)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,如图所示 A、B、C、D、E、
A.停表 B.刻度尺 C.速度计 D.打点计时器
2.在“用打点计时器测速度”的实验中,一条记录小车运动情况的纸带如图所示,在其上取了 A、B、
C、D、E 5 个计数点,每相邻两个计数点之间还有 4 个点图中没有画出。
(1)关于打点计时器的时间间隔,下列是四位同学各自发表的看法,其中正确的是________。
F、G 是在纸带上所选的计数点,相邻计数点间的时间间隔为 0.1 s。则 vBD=____m/s;vDF=________m/s。
(1)由纸带上的数据计算 vB=________m/s,vC=______m/s,vD=________m/s。(此题计算结果均保留三位 有效数字) (2)在如图所示坐标系中作出小车的 v-t 图线(以打 A 点时开始计时)。 3.(6 分)使用打点计时器时 ( ) A.应先接通电源,再使纸带运动 B.应先使纸带运动,再接通电源 C.在使纸带运动的同时接通电源 D.先使纸带运动或先接通电源都可以 4.(6 分)某同学在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中,所得纸带点间距过密,若利用该纸带 分析小车运动情况,下列做法可行的是(f=50 Hz) ( ) A.每隔 9 个点取一计数点,计数点时间间隔为 0.2 s B.每隔 2 个点取一个计数点,计数点时间间隔为 0.04 s C.只研究纸带后端几个间距较大的点所在区域 D.只研究纸带前端几个较密的点所在区域
5.(6 分)(多选)如图所示是某同学在“用打点计时器测速度”实验中,根据纸带数据所得出的 v-t 图 像,对其物理意义叙述正确的是 ( )
A.在 0～6 s 内,物体以 2 cm/s 的速度做匀速直线运动 B.在 0～0.12 s 内物体的平均速度为 2 cm/s C.在 0.12～0.16 s 内,物体的速度由 2 cm/s 增加到 4 cm/s D.从 8 s 初开始,物体以 8 cm/s 的速度做匀速直线运动 6.(14 分)如图是实验中得到的一条纸带,从 0 点开始每 5 个点取一个计数点(打点计时器的电源频率 是 50 Hz),依照打点的先后依次编为 1、2、3、4、5、6,量得 x1=1.22 cm,x2=2.00 cm,x3=2.78 cm,x4=3.62 cm,x5=4.40 cm,x6=5.18 cm。
2.实验原理:
(1)跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置。
(2)如图,若测 E 点的瞬时速度,可测出 D、F 两个计数点间的位移Δx 和时间Δt,E 点的瞬时速度就近 似可用 D、F 间的平均速度 v= x 表示。
t 【实验过程】 一、实验步骤 1.把电磁打点计时器固定在桌子上,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。 2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到 6 V 的低压交流电源上。 3.接通电源,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,在纸带上打下一系列点。 4.关闭电源,取下纸带,把纸带上能看得清的某个点作为起始点 O,以后每隔相等时间取一个计数点, 分别标上 A、B、C、D…如图所示,依次测出 O 到 A、B、C、D…的距离,然后计算出 O 到 A、A 到 B、 B 到 C…之间的距离 x1、x2、x3…
xn+xn+1/m v/(m·s-1)
【实验器材】 __________(配学生电源、复写纸)或电火花计时器(配交流电源)、_____、坐标纸、导线、_______。 【实验原理与设计】 1.实验的基本思想—— _______________。
2.图像法: 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。
实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度
C、D…各点的瞬时速度分别为:vA=
、vB=
、vC=
、vD=
…
把数据填入表中,根据数据判断纸带是否做匀速运动。
【实验目的】 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的结构和工作原理。
位置
A
B C DEFG
2.会正确安装、熟练使用电磁打点计时器和电火花计时器。 3.理解根据纸带上的点迹测量速度的原理,会计算瞬时速度。 4.理解 v -t 图像的意义,掌握用描点法画图像,会根据画出的图像描述物体速度的变化特点。
H
【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自身会带来系统误差。为减小误差,应取以计数点为中心的较 小位移Δx 来求瞬时速度。 2.测量、操作不够准确造成偶然误差: 若采用分段测量计数点间的位移 x,会使测量误差增大。减小此误差的方法是一次测量完成,即一次 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。 【实验探究】 1.使用打点计时器时,先接通电源还是先释放纸带?(科学探究)