1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度 课件 -2024-2025学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册

实验：用打点计时器测量小车的速度 四川省眉山第一中学 周全龙 实验： 1、实验设计 （目的、原理，方法） 2、实验器材 3、实验操作 4、数据处理 5、误差分析 回顾复习（原理）: 如何求某段位移的平均速度？ ？如何求某一计数点的瞬时速度？ 测瞬时速度的原理 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移内的平均速度表示，即根据＝______，当或较小时，用这个__ ____ 代表纸带经过该位置的瞬时速度。如图所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即＝ 。 平均速度 5 ？观察：观察两种打点计时器 思考：打点计时器使用什么电源？纸带放置的正确位置在哪里？ 墨粉纸盘 纸带 磁铁 线圈 振针 振片 复写纸 限位孔 纸带 ？观察：观察两种打点计时器 思考：打点计时器使用什么电源？纸带放置的正确位置在哪里？ 墨粉纸盘 纸带 磁铁 线圈 振针 振片 复写纸 限位孔 纸带 1实验设计 各时刻小车的位置 使小车拉动纸带运动，用打点计时器按相同的时间间隔在纸带上打出一系列的点迹，这一些点迹对应着各时刻小车的位置。 通过测量各时刻小车的位置，算出某段时间间隔的位移，我们就可以算出小车的速度了。 获得什么： 实现方法： 处理方法： 2.实验器材 钩码、小车、附有滑轮的长木板、打点计时器、纸带、细绳、刻度尺、坐标纸。 3实验操作 （1）安装实验器材。固定打点计时器在长木板没有带滑轮的一端。纸带前端固定在小车后部。然后穿过打点计时器，小车前端的细绳连接钩码穿过定滑轮垂下，如图所示。 3.实验操作 （2）使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器的电源开关。打点计时器稳定工作后，释放小车，使小车沿木板做直线运动。纸带上会留下一系列的点，随后立即关闭电源。 （3）小组合作实验 任务1：小组同学用钩码拉动小车运动并打出一条比较清晰的纸带。 任务2：取下钩码，用手拉动小车打出两条纸带。 复习：计时点和计数点 计时点：纸带上打下的每一个点。 ·计数点：为了方便研究运动规律，从纸带上有规律取出部分计时点，并加以标号，这些被取出并标号的计时点叫做计数点。 4、数据处理 （1）.在纸带上选取一段点迹清晰且没有重叠的区间，从某一点为起始点0，而后依次标为A、B、C 、D、··· （2）用刻度尺测量各点的位置（一般刻度尺的零刻度线与O点对齐，O点的位置记为0），并记录在表1中。 计数点序号 O A B C D E ··· 计数点对应时刻/s 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 计数点对应的位置坐标X/m （3）计算各相邻计数点间的位移XOB，XAC，XBD，XCE······知道并记录在表2中。 （4）计算各段的平均速度VOB，VAC，VBD，VCE，VDF······并记录在表2中。 相邻计数点间位移/m XOB XAC XBD XCE XDF ····· 相邻计数点间的平均速度m/s VOB VAC VBD VCE VDF ····· 位移-时间图像 （1）建立坐标系：以O为原点，时间t为横轴，位移X为纵轴。 （2）标度：根据数据选取合适的标度并标注 （3）描点 （4）用平滑的曲线将点连起来。 X/（mm） t/10-2s O 2 4 6 8 10 5 15 10 20 25 速度—时间图像 （4）用平滑的曲线将点连起来。 1、图像特点：直观 2、作图步骤： v/（cm·s-1） t/10-2s O （1）建立坐标系：以O为原点，时间t为横轴，速度v为纵轴 （3）描点 2 4 6 8 10 12 16 24 20 28 （2）标度：根据数据选取合适的标度并标注（纵坐标不一定从0开始） 32 18 注意事项（小结） 1.打点前，应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。 2.打点时，应先 ，待打点计时器打点 后，再拉动纸带。 3.打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。 接通电源 靠近 稳定 19 注意事项 5.为减小实验误差，A,B,C,D…不一定是连续的计时点，比如可以每5个点（中间隔4个点）取一个计数点，此时两计数点的时间间隔＝ s。 0.1 6.计算某计数点的瞬时速度时，一般地Δx、Δt应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间，。 注意事项 注意事项 7、图象法处理数据“三注意” （1）.建立坐标系时，坐标原点、坐标轴表示的物理量及单位都要标注清楚。 （2）.画速度—时间图象时，要用平滑的曲线将各个点连接起来，不能画折线。 （3）.标度的选取要适当，尽量让图象占据坐标系的大部分空间。 22 5、误差分析 探究3个问题： （1）误差的分类？ （2）本实验中哪些地方会引入误差？ （3）为减小实验误差，还能用其他改进方案来测小车速度吗？ $$