人教版必修一14实验:用打点计时器测速度6内容摘要:
• 解析: 选用合适的电源,是保证打点计时器安全、正常工作的前提;纸带是否平整,影响到纸带运动时受到的阻力,纸带平整时阻力比较小;打点周期性是否良好直接决定着实验结果的误差大小;复写纸的安装是否正确,影响着打点的清晰度.根据以上分析可见,四个选项的内容都是实验前应该检查的. • 规律总结: 使用打点计时器时,应注意以下几方面的问题: • (1)打点的频率等于交流电的变化频率. • (2)振针过高、过低、过松均会影响打点的质量. • (3)为保证打出的第 1个点对应于物体运动的初始时刻,应先接通电源,后让物体开始运动. • 变式训练 1 在使用打点计时器时,有关以下注意事项或实验操作,正确的内容是 ( ) • A.每打完一列点迹就要切断电源 • B.不要移动圆形复写纸片的位置 • C.纸带一定要从两限位孔穿过,并且压在复写纸的下面 • D.侧向移动限位孔位置,在一条纸带上可以打出两列点,这样能够提高纸带的利用率 • 答案: ACD • 解析: 每打完一列点就要切断电源,是为了防止线圈过热而损坏;圆形复写纸是套在定位轴上的,定位轴可以移动,每打完一列点后移动一下定位轴,以充分利用复写纸的各个部位,可保证打点清晰;限位孔也可以侧向移动,但在移动时要保证两限位孔纵向对齐,移动后要把螺钉拧紧.正确答案是 A、 C、 D. • 例 2关于打点计时器打出的纸带,下列叙述中正确的是 • ( ) • A.点迹均匀,说明纸带做匀速运动 • B.点迹变稀,说明纸带做加速运动 • C.点迹变密,说明纸带做加速运动 • D.相邻两点间的时间间隔相等 • 答案: ABD • 解析: 打点计时器的振针打点的频率一定(50Hz),相邻两点间的时间间隔相等,如果纸带匀速运动,点迹均匀;如果纸带加速运动,点迹变稀;如果纸带减速运动,点迹变密. • 规律总结: (1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象. • (2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情况. • (3)若点与点之间的距离相等,就可判断物体做匀速运动,若点与点间距越来越大,则物体做加速运动,反之做减速运动. • 变式训练 2 当纸带与运动物体相连接时,打点计时器在纸带上打出点痕,下列关于纸带上点痕的说法中正确的是 ( ) • A.点痕记录了物体运动的时间 • B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 • C.点痕在纸带上的分布情况反映了物体的质量和形状 • D.纸带上点痕的分布情况反映了物体的运动情况 • 答案: ABD • 解析: 点痕可以记录物体的运动时间,相邻两点之间的时间间隔为 ,只要在纸带上数出间隔数 n,就可以求出运动的时间间隔 n ,所以 A正确;物体的始末位置可以用纸带上对应的点来表示,可以得出相应时刻的位置,用刻度尺测量始末位置对应点的距离,可以得出物体的位移,所以 B正确;纸带上点痕的疏密程度可以表示相应时间内通过的距离,所以可以表示物体运动的快慢,因此 D正确;点痕可以反映物体的运动情况,但是不能反映物体的质量和形状,因此 C错误.所以说法正确的是 A、 B、 D. • 例 3如图为某次实验时打出的纸带,打点计时器每隔 ,图中 O点为第一个点, A、 B、 C、 D为每隔两点选定的计数点.根据图中标出的数据,打 A、 D点时间内纸带的平均速度有多大。 打 B点时刻纸带的瞬时速度有多大。 计算的依据是什么。 你能算出打 O、 D点时间内纸带的平均速度吗。 为什么。 • 答案: 知时间 • 分析: 根据平均速度和瞬时速度的定义式求解. 解析: 根据平均速度和瞬时速度的定义式求解. AD 段的平均速度 vAD=ADtAD=4 3 . 2 5 - 1 5 . 5 00 . 0 2 2 3c m / s = 2 3 1 . 2 5 c m / s. 当时间间隔很短时,可以用平均速度代替瞬时速度,故B 点的瞬时速度 vB=AC。人教版必修一14实验:用打点计时器测速度6
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迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 (ABD) ,有利于减少纸带因受摩擦而产生的误差。 A:该用 6v直流电源 B;电源电压越低越好 C:用平整的纸带,不用皱折的纸带 D:纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜 (CD)。 A:电源电压偏低 B:永磁体磁性不足 C:振针位置过高 D:复写纸陈旧 E:振动片不在永磁体的中央。 原因:振针距离复写纸的太近
D.振针到复写纸片的距离太小。 ( ) A:点迹记录了物体运动的时间。 B:点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。 C:点迹在纸带上的分布情况,反映了物体的体积和大小。 D:点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 思考 :对于从实验中得到的纸带, 纸带上的点有疏有密,那点迹密集的地方表示物体运动的速度 (“较大”或“较小”)。 4.根据你刚才打出的纸带,你可以
二、课堂探究: (一 ) 练习使用打点计时器: 打点计时器的安装:强调纸带的安装。 选取纸带的原则: ( 二 )记录物体运动的时间和位移,计算速度 从某个能看清的点开始,并计其为点 0,往后数出 n 个点,共 有 个点,点 0 记为计时起点。 打出这些点的 总 时间为。 2 、 纸 带 的 点迹 比 较 密 集说 明
的平均速度,把 它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,填入表三中,点 0 作为计时的开始,即 t=0。 10.以速度 v为纵轴,以时间 t 为横轴在坐标纸上建立直角坐标系,根据表二的数据在坐标轴上描点,将这些点用平滑的曲线连接起来。 11.通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律,将你的实验结果与其他同学交流一下,说出你的体会。 12.重复以上步骤再做一次。 如果用电磁打点计时器,则实验步骤的前 3
动的。 (四)实例探究 • [例 1]一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是( ) • A.接在直流电源上 B.电源电压不稳 • C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧 • 解析: A.接在直流电源上不会打点。 A错。 • B.打点与电压是否稳定无关,点痕重轻与电压有关。 B错。 • C.频率不同打的点仍为圆点。 故 C错。 • D.打点针压得过紧。
数出 n个点,这些点所对应的时间为 秒。 n个点的距离。 (n1) 利用公式 v = △ x /△ t 可求出第一个点到第 n个点的平均速度 • 测量瞬时速度实验原理 如果运动物体带动的纸带通过打点计时器,在纸带上打下的点就记录了物体运动,纸带上的点子也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置,研究纸带上各点之间的间隔,就可以了解在不同时间里,物体发生的位移和速度的大小及其变化