【物理】2018届人教版第1章实验1用打点计时器测速度实验2探究小车速度随时间变化的规律教案 5页

实验1　用打点计时器测速度 实验2　探究小车速度随时间变化的规律 ‎1．实验器材 电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源、复写纸．‎ ‎2．实验步骤 ‎(1)按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；‎ ‎(2)把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂适量的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；‎ ‎(3)把小车停靠在打点计时器处，先接通电源，后放开小车；‎ ‎(4)小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；‎ ‎(5)换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．‎ ‎3．注意事项 ‎(1)平行：纸带、细绳要和长木板平行．‎ ‎(2)两先两后：实验中应先接通电源，后放开小车；实验完毕应先断开电源，后取纸带．‎ ‎(3)防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地及小车与滑轮相撞．‎ ‎(4)减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约‎50 cm的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．‎ ‎1．数据处理 ‎(1)目的 通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等．‎ ‎(2)处理的方法 ‎①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质．‎ ‎②利用逐差法求解平均加速度(如图1)‎ 图1‎ a1＝，a2＝，a3＝⇒a＝ ‎③利用平均速度求瞬时速度：vn＝ ‎④利用速度—时间图象求加速度 a．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；‎ b．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度．‎ ‎2．依据纸带判断物体是否做匀变速直线运动 ‎(1)x1、x2、x3…xn是相邻两计数点间的距离．‎ ‎(2)Δx是两个连续相等的时间间隔内的位移差：Δx1＝x2－x1，Δx2＝x3－x2，….‎ ‎(3)T是相邻两计数点间的时间间隔：T＝0.02n(打点计时器的频率为50 Hz，n为两计数点间计时点的间隔数)．‎ ‎(4)Δx＝aT2，因为T是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a也为恒量，所以Δx必然是个恒量．这表明：只要小车做匀变速直线运动，它在任意两个连续相等的时间间隔内的位移之差就一定相等．‎ 一、基本仪器的使用 ‎1．关于打点计时器的原理和使用方法，下列说法中正确的是(　　)‎ A．打点计时器应接交流电源，交流频率通常为60 Hz B．如果纸带上相邻两个计数点之间有四个点，则相邻两个计数点间的时间间隔是0.08 s C．如果打点计时器在纸带上打下的点先密集后稀疏，则说明纸带的速度由小变大 D．电磁打点计时器接在220 V电源上，电火花打点计时器接在6 V电源上 C　[打点计时器使用交流电源，电磁打点计时器使用6 V以下的低压交流电源，电火花计时器使用220 V交流电源．由于打点计时器每隔0.02 s打一个点，所以相邻计时点的时间间隔为0.02 s，如果相邻两个计数点间还有四个计时点，则该两计数点的时间间隔应为5×0.02 s＝0.1 s．故选项C正确．]‎ ‎2．关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是(　　) 【导学号：81370034】‎ A．打点计时器一般使用4～6 V的直流电源 B．安放纸带时，应把纸带放在复写纸的上面 C．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器 D．最好在接通电源的同时，放开小车 C　[(1)打点计时器是一种使用4～6 V交流电源的计时仪器，它是靠通电线圈的磁场与永久磁铁相互作用使振动片做周期性振动而打点计时的，故必须接低压交流电源；(2)复写纸应安放在纸带的上面，要求纸带运动时，复写纸绕定位轴转动，这样才能打出清晰的点；(3)释放小车时，应使小车靠近打点计时器，这样才能在纸带上‎50 cm长度内清楚地取出7～8个计数点(以每打五个点作为一个计数点)；(4)应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放小车．综上所述正确选项为C.]‎ 二、实验原理与实验操作 ‎3．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中错误的是(　　) 【导学号：81370033】‎ A．长木板不能侧向倾斜，也不能一端高一端低 B．在释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处 C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 A　[长木板不能侧向倾斜，但可以一端高一端低，故选项A错误．实验时，为了能在纸带上得到较多的点迹，释放小车前，小车应停在靠近打点计时器处，选项B正确；如果先释放小车，可能纸带上打不上几个点，故选项C正确；为了保护小车避免落地摔坏，在小车到达定滑轮前要用手使小车停止运动，选项D正确．]‎ ‎4．(2016·浙江余姚中学期中)‎ 利用打点计时器探究小车速度随时间变化的规律，请选出较准确的一组(　　)‎ A．学生电源、导线、电火花计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 B．学生电源、导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 C．导线、电磁打点计时器、小车、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 D．学生电源、导线、电磁打点计时器、钩码、一端带有定滑轮的长木板、带小钩的细线、纸带、刻度尺、坐标纸 B　[使用电火花计时器时不能使用学生电源，选项A错误，选项B正确；选项C缺少学生电源，选项D缺少小车．]‎ 三、数据处理与误差分析 ‎5．(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中对于减小实验误差有益的是(　　)‎ A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 ACD　[若小车的加速度过小，会使点过于密集，不便于测量．]‎ ‎6．如图2是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．‎ 图2‎ ‎(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．‎ ‎(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字). 【导学号：81370035】‎ ‎【解析】　(1)打点计时器频率为50 Hz，周期T＝＝0.02 s，故打相邻两点的时间间隔为0.02 s．(2)两相邻计数点间的时间间隔为T＝0.02×5 s＝0.1 s，由图读出x＝7.0 mm＝0.70 cm.C点对应速度vC＝＝ cm/s＝0.100 m/s.‎ ‎【答案】　(1)0.02 s　(2)0.70 cm　0.100 m/s