高物必修1.4打点计时器与逐差法(重点)

立品书院1高中物理-必修一打点计时器的使用与逐差法（重点）教学目的：①学习并了解打点计时器。②学会通过纸带计算速度与加速度。③了解并应用逐差法。课型：新授课（2课时）教学重点：打点计时器、纸带计算。教学难点：逐差法计算加速度。知识点详解：打点计时器：主要分为电磁打点计时器和电火花打点计时器两种。（1）电磁打点计时器：当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，振片在磁场的作用下向上或向下运动，带动振针敲击复写纸，每一个周期内在纸带上打下一个点。工作电压一般是4~6V。（2）电火花打点计时器：利用周期性产生的电火花和墨粉，在纸带上留下标记点。工作电压是220V立品书院2Ask:哪一种打点计时器误差更小，为什么？实验步骤：1.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧，并连好电路。3.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。4.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。5.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动。6.断开电源，取出纸带。7.换上新的纸带，再重做两次。Ask:为什么要先接通电源再释放小车？为什么要重复试验？纸带匀加速直线运动的计算：2aTS（请根据v-t图像推导本公式）T为打出相邻两点的时间差。由于实验过程中存在一定的误差，导致各相邻两个计数点间的距离之差不完全相等，所以只选取一个距离差进行计算是不科学的，为减小计算加速度时产生的偶然误差，我们必须选择尽可能多的点间距离S进行计算（为什么？）逐差法：逐差法的目的就是尽可能多的利用已知的数据来进行计算，以到达减小误差的目的。设纸带上相邻两点间的距离依次为S1、S2、S3、S4......S4-S1=(S4-S3)+(S3-S2)+(S2-S1)=3aT2同理S5-S2=S6-S3=3aT2再求平均值计算加速度：a=(a1+a2+a3)/3立品书院3最后得到：212345621425369))(a9)()(aTSSSSSSTSSSSSS（常考项目：1.分母部分为nT2，让填这个n的值（如以上公式中的9）。如果不想记推导过程的同学，一定要记住：n=对应脚码差×项数例题：在计算加速度中21256))(anTSSSS（，n=（）2.某一点的瞬时速度：总右左tSSv即，取该纸带左右等时长的纸带长度和，除以总时间即为该点瞬时速度。（为什么？）打点计时器测匀变速运动例题：1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度2．在“测量匀变速直线运动的加速度”的实验中，对于减小实验误差来说，下列方法中有益的是（）A．选取记数点，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3．下列关于计数点的说法中，正确的是（）Ａ．用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差Ｂ．相邻计数点之间的时间间隔应该是相等的Ｃ．相邻计数点之间的位置间隔应该是相等的Ｄ．计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点之间的点痕个数是相等的4．一同学在用打点计时器做“测匀变速直线运动加速度”的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是如下图所示的一些短线，如图所示，这可能是因为（）A．打点计时器错接在直流电源上立品书院4B．电源电压不稳定C．电源的频率不稳定D．打点针压得过紧5．在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，改正错误的一步，并按实验顺序将字母填入横线。A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮上面吊着适当重的钩码D．断开电源，取下纸带E．将平板一端抬高，轻推小车，使小车能在平板上做加速运动F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔请将以上步骤完善并按合理的顺序填写在横线上。6.（1）使用电磁打点计时器时，纸带应穿过_____，复写纸应套在_____上，并要放在纸带的_____（上/下）面，应选择_____v的______(交流/直流)电源用，打点时应先_____，再让纸带运动，若电源的频率为50Hz，则每隔_____打一次点。（2）使用电火花打点计时器时，墨粉纸盘应套在_____上，并要放在两条纸带之间，应把电源插头插在____v的______(交流/直流)电源插座上。打点时应先按下_____，再让纸带运动。7．关于“测定匀变速直线运动的加速度”实验的操作，下列说法中错误的是（）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，小车应紧靠在打点计时器上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。8．某同学用图所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50Hz，每隔2个点，取一个计数点，所有测量数据如图所示。该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）：方法A：由2112xxgT，3222xxgT，…，6552xxgT，取平均值667.8gm/s2。方法B：由41123xxgT，52223xxgT，63323xxgT，取平均值673.8gm/s2。从数据处理方法看，在x1、x2、x3、x4、x5、x6中，对实验结果起作用的，方法A中有_____；方法B中有_____。因此，选择方法_____（A或B）更合理，这样可以减少实验的_____（系统或偶然）误差。本实验误差的主要来源有_____。（试举出两条）。9．某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz。立品书院5由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a＝_____m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度v＝_____m/s。（答案均要保留3位有效数字）10．(09.1东城期末)某同学用如图所示的装置测定重力加速度，电源频率50Hz。①打出的纸带如图所示，实验时纸带的端通过夹子和重物相连接。（选填“甲”或“乙”）②纸带上1至9各点为计时点，由纸带数据可算出实验时重力加速度为m/s2。③若当地的重力加速度数值为9.8m/s2，请列出测量当地重力加速度的值有差异的一个原因。