实验01　实验：测量做直线运动物体的瞬时速度-实验01 测量做直线运动物体的瞬时速度-【同步实验课】高一物理教材实验大盘点（人教版2019必修一册）

实验01 测量做直线运动物体的瞬时速度 测量做直线运动物体的瞬时速度 1．【实验原理】 打点计时器 （1）．作用：计时仪器，当所用交变电源的频率f＝50 Hz时，每隔0.02 s打一次点． （2）．结构 电磁打点计时器(如图) 电火花计时器(如图) （3）．工作条件： 利用打上点的纸带测量物体的平均速度和瞬时速度。 2．【实验器材】 电火花计时器(或电磁打点计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、复写纸片。 3．【实验步骤】 （1）安装纸带 （2）启动电源，用手拉动纸带 （3）关闭电源，取下纸带 4．【数据处理】 （1）选计数点 （2）测量计数点间的距离 （3）计算平均速度和瞬时速度 5．【注意事项】 （1）先启动电源，再拉动纸带 （2）先断开电源，再取下纸带 （3）选取的位移不能太小 处理实验数据的方法 注意区分计时点与计数点 创新角度：实验装置的改进 【典例1】用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1＝0.29 s，通过光电门2的时间为Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽度为3.0 cm，则滑块通过光电门1的速度大小为________ m/s，通过光电门2的速度大小为______ m/s。(结果均保留两位有效数字) 创新点分析 利用光电门测小球经过光电门的速度。 【典例2】除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移。如图所示是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出。 根据小球的频闪照片提供的信息，在图中作出小球的v－t图像，并由图像确定第一次曝光时小球的速度大小为________ m/s。 创新点分析 利用频闪照相记录时间。 【典例1】某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如图所示，图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一个点，点A、B、C、D、…依次表示点O以后连续打出的各点，已知打点计时器每隔T＝0.02 s打一个点。 (1)纸带的________(填“左端”或“右端”)与重锤相连。 (2)xOF＝________cm，xOH＝________cm，FH段的平均速度大小为＝________m/s。 (3)如果当时交变电流的频率f＝51 Hz，而计算时仍按f＝50 Hz处理，那么速度测量值将________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知T＝) 【典例2】如图所示的A、B、C三条纸带，是某同学练习使用打点计时器时得到的纸带(纸带的左端连接小车)，电源频率为50 Hz。 (1)从点迹的分布情况可以断定：纸带________是匀速通过打点计时器的，纸带________是越来越快的，纸带________是开始越来越快，后来又越来越慢的。(均填“A”“B”或“C”) (2)图中纸带C是舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1,2,3,4,5，那么相邻两个计数点之间的时间间隔为______ s。各计数点之间的距离如图所示，则小车通过“1”计数点的速度大小v1＝______ m/s，通过“3”计数点的速度大小v3＝________ m/s。 1．在测量做直线运动物体的瞬时速度实验中，某同学用一端装有定滑轮的长木板、小车、打点计时器(频率为50 Hz)、槽码、纸带、细线组成如图甲所示的装置，用槽码拉动小车，使其做匀变速直线运动，得到如图乙所示的一条纸带，纸带中相邻两个计数点之间有四个点未标出。 某同学操作实验步骤如下，有错误或不需要的步骤是：__________________________。 A．将打点计时器固定在长木板上，并连接好电路 B．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 C．适当抬高长木板的左端，在不挂槽码的情况下，轻推小车，小车能匀速运动 D．把一条细线拴在小车上，细线跨过定滑轮，下面吊着适当重的槽码 E．将小车移至靠近打点计时器处 F．先释放纸带，再接通打点计时器 2．(多选)一身高为H的田径运动员正在参加百米国际比赛，在终点处，有一位站在跑道终点旁的摄影记者用照相机给他拍摄冲线过程，摄影记者使用的照相机的光圈(控制进光量的多少)是16，快门(曝光时间)是 s，得到照片后测得照片中运动员的高度为h，胸前号码布上模糊部分宽度是ΔL。由以上数据可以估算运动员的(　 ) A．百米成绩 B．冲线速度 C．百米内的平均速度 D．冲线时 s内的位移 3．用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0