高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度课前预习课件ppt

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度课前预习课件ppt，共19页。PPT课件主要包含了打点计时器纸带分析等内容，欢迎下载使用。
一.电磁打点计时器和电火花计时器
二.用打点计时器测匀变速直线运动的加速度
用打点计时器研究匀变速直线运动,纸带如图所示。
用打点计时器研究匀变速直线运动的计算公式
(1)加速度的计算公式
(2)中间时刻的瞬时速度计算公式
S4 - S1 = S4 – S3 + S3 – S2 + S2 - S1 = 3a1T2
S5 - S2 = 3a2T2
S6 - S3 = 3a3T2
a= (a1+a2+a3) ／ 3=[(S4+S5+S6 )- (S1+S2+S3 )] ／(3T)2
逐差法的实质是将纸带分为两大段处理。
⑶利用纸带可以求被测物体在任一计数点对应时刻的瞬时速度v：如
测定匀变速直线运动的加速度
⑴纸带处理。从打点计时器重复打下的多条纸带中选点迹清楚的一条，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量的地方取一个开始点O，然后每5个点取一个计数点A、B、C、…，这样做的好处是相邻记数点间的时间间隔是0.1s，便于计算。测出相邻计数点间的距离s1、s2、s3 …
⑵利用s1、s2、s3 …可以计算相邻相等时间内的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3…，如果它们在允许的误差范围内相等，则可以判定被测物体的运动是匀变速直线运动。
⑷利用纸带求被测物体的加速度a。具体来说又有3种方法：
①“逐差法”：从纸带上得到6个相邻相等时间内的位移，则
②利用任意两段相邻记数点间的位移求a：如
③利用v-t图象求a：求出A、B、C、D、E、F各点的即时速度，画出如右的v-t图线，图线的斜率就是加速度a。
例1.电磁打点计时器是一种使用______（填“高”或“低”）压交流电源的计时仪器；若电源的频率为50Ｈz，实验者在处理实验数据时，将每隔4个计时点取一个计数点，则每两个计数点间的时间间隔应为______ｓ；如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为小于50Ｈz，这样计算出的加速度值与真实值相比是______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
低, 0.08, 偏大（频率变小，则周期变大，由
可知a变小，若仍然按T不变计算，显然计算出的加速度值比真实值偏大）。
练习1． 在用打点计时器研究匀变速直线运动时，如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量，其主要原因是[ ]A．长度测量不精确B．打点计时器打点的间隔不均匀C．运动中受到变化的摩擦力作用D．木板未调成水平
例2. 如图所示的部分纸带记录了“测定匀变速直线运动的加速度”实验中实验小车匀加速运动的情况，已知小车运动的加速度a=1.00m/s2，A与B、B与C、C与D之间的时间间隔相同，AB＝11.0cm，BC=15.0cm，CD＝19.0cm，则A与B之间的时间间隔为△T= s，当打点计时器打C点时小车的速度是vc= m/s
所以T=0.2s,即: Δ=0.2s
m/s=0.85m/s.
练习2． 用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图．电源的频率为50Hz，从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点，用米尺测出A、B两点间距离S1=4.08cm，E、F两点间距离S2=5.64cm，试写出用S1、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=_______，代入数据求出g=______．
练习3． 图是打点计时器的结构示意图，图中缺少的一个重要部件是__________，此实验中若发现打点的痕迹很轻但工作电压正常时，可能采取的措施（按操作的难易程度按先易后难进行填写）是_______________________．
永久磁铁；调整振针长度或更换复写纸；或调整振针的固有频率使之与50Hz交变电流产生的策动力共振
例3.在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7个计数点，每相邻两个计数点间还有4个点，图中没有画出，打点计时器接周期为T=0.02s的交流电源．他经过测量并计算得到打点计时器在打B、C、D、E、F各点时物体的瞬时速度如下表：
（1）计算vF的公式为vF=＿＿＿＿； （2）根据(1）中得到的数据，以A点对应的时刻为t=0，
试在图中所给的坐标系中，作出v－t图象，并求物体的加速度a=＿＿＿＿m/s2； （3）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比＿＿＿＿（选填：偏大、偏小或不变）．
a=0.425±0.005m/s2
练习4. 某次研究匀变速直线运动的实验中，用打点计时器打出小车带动的纸带如图，相邻计数点间的距离分别用S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示，计数 点间的时间间隔用T表示，则如下计算小车加速度大小的式子中正确的是[ ]A．(S6-S1)/(5T2)B．(S3+S4-S1-S2)/(2T2)C．(S5-S2)/(3T2)D．(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/(3T2)
例4．利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如图给出了该次实验中从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为记数点．测得：s1＝1．40 cm，s2＝1．90 cm，s3＝2．38 cm，s4＝2．88 cm，s5＝3．39cm，s6＝3．87 cm。
1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1＝ cm／s，v2＝ cm／s，v3＝ cm／s，v 4＝ cm／s，v5＝ cm／s。作出v-t图象，并由图象求出小车的加速度a＝ cm／s2。(2) 利用逐差法求出a＝ cm／s2
练习5.在利用打点计时器测量匀变速直线运动的加速度的实验中，(1)测量原理根据的公式是a=_____________________．(2)实验中要用到的器材和测量仪器有[ ]A．小车B．一端带滑轮的木板C．打点计时器D．低压交流电源E．小钩码F．秒表G．刻度尺H．纸带I．细绳
A、B、C、D、E、G、H、I
3)某学生在实验中操作有如下步骤，试按合理的顺序把步骤序号填在下面的线上：_____________________________________．A．把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面；B．把打点计时器固定在木板没有滑轮的一端，并与电源相连接；C．换上新纸带，重作两次实验；D．把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌边；E．先让小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车；F．把一条跨过滑轮的细绳一端拴在小车上，另一端吊一钩码；G．断开电源，取下纸带；H．求出三次测量加速度的平均值，作为测量的最后结果．
D、B、A、F、E、G、C、H
例5.为了测定汽车在平直公路上启动时的加速度，某人拍摄了一张在同一张底片上多次爆光的照片，如图示，如果拍摄时每隔2秒爆光一次，汽车车身总长4.5米，那么这辆汽车的加速度约为 A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2
车身长4.5米，占标尺上3小格，
由图读出第一、第二次闪光 汽车相距
S1=1.5×8=12米，
第二、第三次闪光汽车相距
S2=1.5×13.8 = 20.7米
得 a = （20.7 –12）/ 4 = 2.2 m/s2