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人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度授课课件ppt
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这是一份人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度授课课件ppt，共35页。
一、实验目的1．练习使用打点计时器．2．用打点计时器测速度．二、实验器材打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸．
1．打点计时器的原理及使用
四、实验步骤1．将打点计时器固定在桌子上．2．装好纸带，连接好电源．3．启动电源，用手水平拉纸带，打完点后立即关闭电源．4．重复3的步骤再打几条纸带．5．选一条点迹清晰的纸带，从某个点开始，标出几个(一般6～8个)点．
6．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D……作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、B、C……之间的距离xⅠ、xⅡ、xⅢ……，计算出OA、AB、BC、CD……距离x1、x2、x3、x4……
8.建立速度—时间坐标系，描出各点，用一条平滑的曲线“拟合”所描各点．即为vt图象．
2．利用vt图象分析物体的运动(1)vt图象的建立用横轴表示时间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vt图象．
(2)vt图象的意义vt图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．(3)匀速直线运动的vt图象①匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直线，如图所示，直线a、b分别表示va＝4 m/s，vb＝－8 m/s.
②从匀速直线运动的vt图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在vt图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图中画斜线的部分．(4)图象法是处理实验数据的常用方法．运用图象处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等．
六、注意事项1．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．2．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．
3．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．4．打点计时器不能连续工作太长时间，打点一条纸带后应立即关闭电源．5．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．
七、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较短时间内的位移Δx来求平均速度．2．刻度尺读数存在偶然误差．3．作vt图时的偶然误差.
如图所示是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：(1)在AC这段时间内的平均速度；(2)在B点的瞬时速度．
纸带的分析、测量和计算
答案：(1)约0.22 m/s (2)0.22 m/s
【题后总结】 (1)计算时要注意将单位换算成国际单位．(2)注意弄清相邻两点间的时间间隔．(3)注意最小刻度是1 mm的刻度尺，读数时应该估读到下一位，即0.1 mm.
【针对训练】 1.电磁打点计时器使用50 Hz的交流电源，打出的纸带如图所示，纸带上的A点先通过计时器，根据图示数据填空：AB段所经历的时间是______ s，位移为________m，这段时间内纸带运动的平均速度为________m/s；BC段的平均速度为________ m/s；AD段的平均速度是________ m/s.
答案：0.04 2.8×10－2 0.70 1.10 0.76
在利用打点计时器“研究物体的直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
vt图象的建立和应用
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝________m/s，CE间的平均速度为______m/s.(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如图所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图象．
(2)利用中间时刻的瞬时速度等于平均速度计算C、D、E三点的瞬时速度，作出vt图象，如图所示．答案：(1)0.25 m/s 0.45 m/s (2)图象见解析
【题后总结】 (1)求解某点速度就以该点为时间中点，求这段时间的平均速度．(2)作图象时用平滑曲线连接．若为直线则直线应过尽可能多的点，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．
【针对训练】 2.如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，各计数点到0点的距离如图所示．求出1、2、3、4、5各计数点的瞬时速度并画出vt图象．
解析：1点是0和2间的中间时刻，求出0和2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出.0和6两个点的瞬时速度不便求出．然后画出图线，注意相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.v1＝0.195 m/s v2＝0.40 m/s v3＝0.61 m/sv4＝0.69 m/s v5＝0.70 m/s
以0点为坐标原点建立直角坐标系，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，根据计算出来的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到vt图象如图所示．答案：见解析
一、实验目的1．练习使用打点计时器．2．用打点计时器测速度．二、实验器材打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸．
1．打点计时器的原理及使用
四、实验步骤1．将打点计时器固定在桌子上．2．装好纸带，连接好电源．3．启动电源，用手水平拉纸带，打完点后立即关闭电源．4．重复3的步骤再打几条纸带．5．选一条点迹清晰的纸带，从某个点开始，标出几个(一般6～8个)点．
6．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D……作为“计数点”，如图所示，依次测出O到A、B、C……之间的距离xⅠ、xⅡ、xⅢ……，计算出OA、AB、BC、CD……距离x1、x2、x3、x4……
8.建立速度—时间坐标系，描出各点，用一条平滑的曲线“拟合”所描各点．即为vt图象．
2．利用vt图象分析物体的运动(1)vt图象的建立用横轴表示时间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vt图象．
(2)vt图象的意义vt图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．(3)匀速直线运动的vt图象①匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直线，如图所示，直线a、b分别表示va＝4 m/s，vb＝－8 m/s.
②从匀速直线运动的vt图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在vt图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图中画斜线的部分．(4)图象法是处理实验数据的常用方法．运用图象处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等．
六、注意事项1．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．2．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．
3．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．4．打点计时器不能连续工作太长时间，打点一条纸带后应立即关闭电源．5．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．
七、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较短时间内的位移Δx来求平均速度．2．刻度尺读数存在偶然误差．3．作vt图时的偶然误差.
如图所示是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：(1)在AC这段时间内的平均速度；(2)在B点的瞬时速度．
纸带的分析、测量和计算
答案：(1)约0.22 m/s (2)0.22 m/s
【题后总结】 (1)计算时要注意将单位换算成国际单位．(2)注意弄清相邻两点间的时间间隔．(3)注意最小刻度是1 mm的刻度尺，读数时应该估读到下一位，即0.1 mm.
【针对训练】 1.电磁打点计时器使用50 Hz的交流电源，打出的纸带如图所示，纸带上的A点先通过计时器，根据图示数据填空：AB段所经历的时间是______ s，位移为________m，这段时间内纸带运动的平均速度为________m/s；BC段的平均速度为________ m/s；AD段的平均速度是________ m/s.
答案：0.04 2.8×10－2 0.70 1.10 0.76
在利用打点计时器“研究物体的直线运动”的实验中，打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，记录小车运动的纸带如图所示，在纸带上选择6个计数点A、B、C、D、E、F，相邻两计数点之间还有四个点未画出，各点到A点的距离依次是2.0 cm、5.0 cm、9.0 cm、14.0 cm、20.0 cm.
vt图象的建立和应用
(1)根据学过的知识可以求出小车在B点的速度为vB＝________m/s，CE间的平均速度为______m/s.(2)以打B点时为计时起点，建立vt坐标系如图所示，请在图中作出小车运动的速度与时间的关系图象．
(2)利用中间时刻的瞬时速度等于平均速度计算C、D、E三点的瞬时速度，作出vt图象，如图所示．答案：(1)0.25 m/s 0.45 m/s (2)图象见解析
【题后总结】 (1)求解某点速度就以该点为时间中点，求这段时间的平均速度．(2)作图象时用平滑曲线连接．若为直线则直线应过尽可能多的点，不在直线上的点要均匀分布在直线两侧．
【针对训练】 2.如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个计时点未画出，各计数点到0点的距离如图所示．求出1、2、3、4、5各计数点的瞬时速度并画出vt图象．
解析：1点是0和2间的中间时刻，求出0和2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出.0和6两个点的瞬时速度不便求出．然后画出图线，注意相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s.v1＝0.195 m/s v2＝0.40 m/s v3＝0.61 m/sv4＝0.69 m/s v5＝0.70 m/s
以0点为坐标原点建立直角坐标系，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，根据计算出来的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到vt图象如图所示．答案：见解析
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