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~1~高一物理导学案编号:gywlbx1-004mzhf班级：姓名:§1.4实验:用打点计时器测速度一、实验原理1．两种打点计时器:________________和__________________.使用的都是________电源，电源频率都是______，打点时间间隔都是_______s.2．当纸带跟运动物体连在一起时，纸带上的点相应地表示出物体在不同时刻的________，纸带上各点之间的距离表示______________________________，根据平均速度的公式__________，当Δt很短时，可以用平均速度表示______．二、实验器材打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、交流电源、导线等．两种打点计时器的比较：电磁打点计时器电火花计时器电源种类______V以下低压交流电源需用___________电源__________V高压交流电源打点频率打点时间间隔_____________s、频率__________Hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔的摩擦；摩擦阻力比电磁打点计时器小电火花计时器比电磁打点计时器更精确，实验误差小。三、实验步骤1．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过_____，压在复写纸的________．2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接．3.先打开电源开关，后用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动．4．关闭电源，取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有n个点，那么点的时间间隔数为______个，纸带的运动时间Δt＝______________s.5．用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx.6．利用公式v＝ΔxΔt，计算出纸带在这段时间内的平均速度．7．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明A、B、C、D…，如图所示，测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….计时点时间间隔为：________s每5个点（又叫每隔4个点）取一个计数点间的时间间隔为：_________s~2~四、数据处理1．表格法打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T，vD＝x4＋x52T…2．图象法(1)图象的描绘：以速度v为纵轴、时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系．在坐标系中描点，用___________的曲线将这些点连接起来，就得到了一条能够描述纸带运动的速度v与时间t关系的图象．称为速度—时间图象，简称速度图象，即v-t图象．(2)v-t图象的意义v-t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)v-t图象中反映的物理量①任一时刻瞬时速度的大小。②速度的方向。速度为正，表示物体沿规定的正方向运动，速度为负，表示物体沿规定的正方向的反方向运动．③从v-t图象上可以直观的看出速度随时间的变化情况④匀速直线运动的图象是一条平行于t轴的直线五、注意事项和误差分析误差：测量值与被测物理量的___________的差异。实验中，误差不可避免，但可以减小。1、从误差来源看，误差分为偶然误差和系统误差。(1)偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者何实验仪器的影响而产生的。例如：读仪表时，眼睛可能一次偏右、一次偏左。偶然误差的特点：实验结果有时偏大，有时偏小，重复实验时，偏大、偏小的机会接近．减小偶然误差的方法是取多次实验的平均值作为实验结果．(2)系统误差：由仪器结构缺陷，实验方法不完善造成的．其来源为：①实验仪器本身的误差，由于仪器本身的缺陷，如天平两臂不完全等长。②实验原理不够完备，如用伏安法测电阻时，电流表和电压表的内阻对实验结果的影响．系统误差的基本特点是：实验结果总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小．2、掌握有效数字的规则。测量测得的数值只能是近似值，带有一位不可靠数字的近似值叫有效数字．(1)有效数字的最后一位是误差所在位．有效数字的位数与小数点位置无关，如214cm与21．4cm都是三位有效数字．（2）关于“0”是不是有效数字，可以这样判别：从左往右以第一位不为零的数字为准，其左边的“0”不是有效数字,“O”表示了小数点的位置，其右边的“0”是有效数字．例如：O.56cm是两位有效数字，0.560cm是三位有效数字，末位表示有效数字的估读位。科学计数法的有效数字不看数量级。最小分度为“1”的仪器，测量误差出现在下一位，下一位按十分之一估读，如最小刻度是1mm的刻度尺，测量误差出现在毫米的十分位上，应估读到十分之几毫米．~3~题型一、打点计时器的原理及使用例1、电磁打点计时器是一种使用___________电源的计时仪器，它的工作电压为________，当电源频率为50Hz时，它每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过______，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面；应把__________电源用导线接在接线柱上；打点时应先________，再让纸带运动．题型二、纸带的测量、分析和计算例2、如图所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每隔一点选定的计数点．根据图中标出的数据，纸带上A、C两点对应的时间间隔为______s，纸带在A、D间的平均速度为______cm/s，打B点时纸带的瞬时速度为______cm/s，你能求出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？答：_______________.变式练习：打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图145所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s.题型三、利用v一t图象判断物体的运动例3、图是甲、乙两物体运动的速度图象，下列说法正确的是()A．物体甲处于静止状态B．物体乙刚开始时以5m/s的初速度与甲物体同向运动C．物体甲在最初3s内的位移为30mD．物体乙的运动方向在1s时发生变化变式练习：某物体的vt图象如右图所示，则该物体()A．做往复运动B．做匀速直线运动C．朝某一方向做直线运动D．以上说法均不正确【课后练习】1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器接通频率恒定的电源，在纸带上打出一系列点迹．下列关于纸带上点迹的说法中，正确的是()A．点迹越密集，说明物体运动越快B．点迹越密集，说明物体运动越慢C．点迹越密集，说明振针打点越快D．点迹越密集，说明振针打点越慢2．一同学做实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是()A．交流电压不稳定B．打点计时器接在直流电源上C．电源频率不稳定D．振针压得过紧~4~3．接通电源与让纸带随物体运动，这两个操作的先后次序应当是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先释放纸带或先接通电源都可以4.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，我们不用公式计算可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔B.位移C.瞬时速度D.平均速度5.在一次实验中,某同学不知道所使用的交流电源的实际频率已超过50Hz,那么,他计算出来的瞬时速度值与真实值相比()A.偏大B.偏小C.相等D.不能确定6．质点做匀速直线运动，从O点经时间t1到达A点，如图所示的图象中，能正确表示该质点运动图象的是()7．一枚小火箭由地面竖直向上发射时的速度—时间图象如图所示，则火箭上升到最高点位置时对应图中的()A．O点B．A点C．B点D．C点8．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹．下列关于纸带上点迹的说法中正确的是()A．点迹记录了物体运动的时间B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况9．在研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每隔4个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：(1)纸带的哪一端与物体相连？(2)相邻计数点间的时间间隔是多少？(3)BD段对应的平均速度是多大？(4)打C点的瞬时速度大小？10．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点未画出，各计数点到0的距离如图所示．(1)求出1、2、3、4、5各计数点的瞬时速度；(2)画出速度—时间图．(必须用铅笔、直尺作图)~5~§1.4实验：用打点计时器测速度（学案）答案例1、交流、6V以下、0.02s、限位孔、上、低压交流、接通电源例2、0.08、231.25、212.50、不能变式练习、0.35、0.42、0.35例3、BC变式练习、C堂堂清1、B2、D3、BC日日清1、A2、AB3、BC4、B5、D6、ABDEC、纸盘轴、墨粉纸盘7、ABD8、答案：(1)左端(2)0.1s(3)1.861m/s(4)1.861m/s9、（1）v1＝0.20m/s，v2＝0.40m/s，v3＝0.61m/s，v4＝0.69m/s，v5＝0.70m/s.(2)以O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．根据上面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度—时间图象如图所示．~6~