《實驗：測量紙帶的平均速度和瞬時速度》運動的描述PPT
第一部分內(nèi)容：實驗?zāi)康?/p>
1．了解打點計時器的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方法。
2．學(xué)會用打點計時器測量物體的速度。
3．能利用vt圖像分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動。
實驗原理
1．兩種打點計時器的對比
2．測量平均速度：根據(jù)v＝ΔxΔt可求出任意兩點間的平均速度，Δx是紙帶上兩點間的位移，利用刻度尺測量，Δt是這兩點間的時間間隔。
3．測量瞬時速度：運動物體在某一時刻或某一位置(例如紙帶上某點)的瞬時速度可以粗略地由包含該點在內(nèi)的相距較近的兩點間的平均速度來表示。
實驗器材
電磁打點計時器或電火花計時器、低壓交流電源電火花計時器使用220 V交流電源、復(fù)寫紙或墨粉紙盤、導(dǎo)線若干、刻度尺、紙帶、坐標紙。
實驗步驟
1．了解打點計時器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。
2．把電磁打點計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線與6 V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過兩個限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面(或把電火花計時器與220 V交流電源連接，把紙帶穿好，壓在墨粉紙盤下面)。
3．接通電源開關(guān)，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后立即關(guān)閉電源。
4．重復(fù)步驟(2)、(3)，獲得3～5條紙帶。
5．選擇一條點跡清晰便于分析的紙帶，往后數(shù)n個點，n個點之間的間隔數(shù)為n－1，紙帶從打第1個點到打第n個點的運動時間Δt＝0.02(n－1)s。
6．用刻度尺測量出第1個點到第n個點間的位移Δx。
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實驗測量紙帶的平均速度和瞬時速度PPT，第二部分內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理
1．測量紙帶的平均速度
從打第1個點到打第n個點，紙帶的運動時間為Δt＝0.02(n－1)s，紙帶的位移為Δx，紙帶的平均速度v＝ΔxΔt。把測量和計算的結(jié)果填入表中。
2．用打點計時器測量瞬時速度
(1)選取一條點跡清晰便于分析的紙帶。
(2)從能夠看清的某個點開始，每隔四個點取一個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間的時間間隔T＝5×0.02 s＝0.1 s。在紙帶上用O、A、B、C、D、…標出這些“計數(shù)點”，如圖所示。
用刻度尺依次測出OA、OB、OC、OD、…的距離是s1、s2、s3、s4、…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2、x4＝s4－s3、…確定出OA、AB、BC、CD、…之間的位移x1、x2、x3、x4、…
(3)運動物體在A、B、C、D、…各點的瞬時速度分別為vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T、vD＝x4＋x52T、…
3．用vt圖像描述物體的速度
(1)以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系。
(2)根據(jù)不同時刻的瞬時速度值，在坐標系中描點。
(3)用平滑曲線把這些點連接起來，即得到vt圖像，如圖所示。
誤差分析
1．利用平均速度來代替運動物體在某計數(shù)點的瞬時速度會帶來系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點為中心的較小位移Δx來求平均速度。
2．分段測量計數(shù)點間的位移會帶來誤差。減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別計算出各計數(shù)點間的位移。
3．作圖時，描點、連線存在偶然誤差，為減小誤差，應(yīng)選取合適的坐標單位，利用坐標紙作圖。
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實驗測量紙帶的平均速度和瞬時速度PPT，第三部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)考點
考點一 實驗原理與操作
[典例1] 研究“用打點計時器測速度”的實驗：
(1)[多選]實驗中，除電磁打點計時器(含紙帶、復(fù)寫紙)、小車、一端帶定滑輪的長木板、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下面的儀器和器材中，必須使用的有________。(填選項代號)
A．電壓合適的50 Hz低壓交流電源
B．電壓可調(diào)的直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
(2)[多選]對于減小實驗誤差來說，下列采取的方法中正確的有________。
A．選取合適的n個點為計數(shù)點
B．使小車運動得盡量慢些
C．舍去紙帶上密集的點，只利用點跡清晰、點間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算
D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗
E．實驗時盡量讓小車遠離打點計時器，釋放小車后再接通電源
考點二 數(shù)據(jù)處理和誤差分析
[典例2]如圖所示是一條利用頻率為50 Hz的打點計時器打出的紙帶，0、1、2、3、4、5、6是七個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個計時點未畫出，測得各計數(shù)點到0點的距離已在圖上標出，求各計數(shù)點的瞬時速度并畫出vt圖像。
[解析]1點是0和2間時間的中間時刻，求出0和2間的平均速度即可認為是1點的瞬時速度，同理2、3、4、5點的瞬時速度也可求出。0和6兩個點的瞬時速度不便求出，然后畫出圖線，注意相鄰計數(shù)點間的時間間隔T＝0.1 s。各段時間的平均速度作為中間時刻的瞬時速度分別為：v1＝0.195 m/s；v2＝0.40 m/s；v3＝0.61 m/s；v4＝0.69 m/s；v5＝0.70 m/s，再以O(shè)點為坐標原點建立直角坐標系，橫坐標表示時間，縱坐標表示速度，在直角坐標系中描點，然后連線得到vt圖像如圖所示。
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