與打點計時器相關(guān)的實驗ppt課件

1、與打點計時器相關(guān)的實驗與打點計時器相關(guān)的實驗 對任何一個實驗而言，實驗原理一直是最重要的，我們對實驗儀器有所了解之后，再來學(xué)習(xí)相關(guān)實驗，可以更加突出實驗原理的重要性. 從打點計時器中可以直接丈量的物理量是位移和時間，而間接丈量的物理量是瞬時速度和加速度 . 利用紙帶利用紙帶，逐差法 .12nnmxxvT ，2xaT 假設(shè)純粹從測速度這一點來看，光電門也假設(shè)純粹從測速度這一點來看，光電門也不失為一種不錯的選擇不失為一種不錯的選擇. . 研討勻變速直線運動和探求功與物體速度研討勻變速直線運動和探求功與物體速度變化的關(guān)系以及驗證機械能守恒定律這三個變化的關(guān)系以及驗證機械能守恒定律這三個實驗都用到打點

2、計時器實驗都用到打點計時器. .都需求丈量速度都需求丈量速度. .一、研討勻速直線運動一、研討勻速直線運動例例1 1、(2021(2021廣東文科根底廣東文科根底)“)“研討勻變速直線運研討勻變速直線運動的實驗中，運用電磁式打點計時器動的實驗中，運用電磁式打點計時器( (所用交流所用交流電的頻率為電的頻率為50Hz)50Hz)，得到如下圖的紙帶，得到如下圖的紙帶. .圖中的點圖中的點為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間還有四個點未畫出來，以下表述正確的選項是以下表述正確的選項是( ( ) )圖1421解析：在解析：在“研討勻變速直線運動的實驗中，實研討勻變速直線

3、運動的實驗中，實驗時應(yīng)先接通電源再放開紙帶，驗時應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A A錯錯. .A.A.實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源實驗時應(yīng)先放開紙帶再接通電源B.(x6-x1)B.(x6-x1)等于等于(x2-x1)(x2-x1)的的6 6倍倍C.C.從紙帶可求出計數(shù)點從紙帶可求出計數(shù)點B B對應(yīng)的速率對應(yīng)的速率D.D.相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為0.02s0.02s26121“”()()()5240.1MNACBAxxMN atxxxxBxBACvtsDC在 研究速直的中，先接通源再放，根據(jù)相等的隔通的位移之差恒量有，可知等于的 倍，根據(jù)與 的中刻有 ，；由于相的之有有

4、解析：出，所以隔，勻變線運動實驗實驗時應(yīng)電開紙帶錯時間間內(nèi)過為錯點為間時點鄰計數(shù)點間還個點沒畫時間間對為錯變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1、(2021上海卷上海卷)小明同窗在學(xué)習(xí)了研小明同窗在學(xué)習(xí)了研討勻變速直線運動實驗后，設(shè)計了一個測物體瞬討勻變速直線運動實驗后，設(shè)計了一個測物體瞬時速度的實驗，其安裝如下圖時速度的實驗，其安裝如下圖.在小車上固定擋光在小車上固定擋光片，使擋光片的前端與車頭齊平、將光電門傳感片，使擋光片的前端與車頭齊平、將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端.小明同窗將小明同窗將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾小車從該端同一位置由靜止釋放，獲

5、得了如下幾組實驗數(shù)據(jù)組實驗數(shù)據(jù).圖1422實驗次實驗次數(shù)數(shù)不同的擋光不同的擋光片片通過光電門的時間通過光電門的時間(s)速度速度(m/s)第一次第一次0.230440.347第二次第二次0.174640.344第三次第三次0.116620.343第四次第四次0.058500.342那么以下表述正確的選項是那么以下表述正確的選項是( () )A A四個擋光片中，擋光片四個擋光片中，擋光片的寬度最小的寬度最小B B四個擋光片中，擋光片四個擋光片中，擋光片的寬度最小的寬度最小C C四次實驗中，第一次實驗測得的速度最接近小四次實驗中，第一次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度車車頭到達光

6、電門時的瞬時速度D D四次實驗中，第四次實驗測得的速度最接近小四次實驗中，第四次實驗測得的速度最接近小車車頭到達光電門時的瞬時速度車車頭到達光電門時的瞬時速度解析：經(jīng)過光電門的時間越短，擋光片的寬度越解析：經(jīng)過光電門的時間越短，擋光片的寬度越小，就越接近于瞬時速度小，就越接近于瞬時速度 故答案為故答案為BD.BD.變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3 3、一打點計時器固定在斜面上某處，、一打點計時器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑一小車拖著穿過打點計時器的紙帶從斜面上滑下，如圖下，如圖14231423甲所示，圖乙是打出的紙帶的甲所示，圖乙是打出的紙帶的一段一段圖1423(1)(1)知打

7、點計時器運用的交流電頻率為知打點計時器運用的交流電頻率為50Hz50Hz，利用，利用圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a a_._.(2)(2)為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需為了求出小車在下滑過程中所受的阻力，還需求丈量的物理量有求丈量的物理量有_，用測得的量及加速，用測得的量及加速度度a a表示阻力的計算式為表示阻力的計算式為f f_._. 61728394123422221234617283222946789123422T0.04,5555(44555()()5208.338.959.11sxxxxxxxxaaaaTTTTaaaaxxxxxx

8、aTTTxxxxxxxxxxTT1利用逐差法求小的加速度由可知，任意相的隔 ，由逐差法可解析：得車紙帶兩鄰計數(shù)點間時間間則 222610.265.125.756.417.05200.0=3.87/410/mm ss(2)為了求出小車下滑過程中所遭到的阻力，為了求出小車下滑過程中所遭到的阻力，還需求丈量小車的質(zhì)量還需求丈量小車的質(zhì)量m，斜面上恣意兩點間，斜面上恣意兩點間間隔間隔l和這兩點間的高度差和這兩點間的高度差h.小車的受力情況如圖小車的受力情況如圖所示所示.根據(jù)牛頓第二定根據(jù)牛頓第二定律，律，mgsin-f=ma,而而sin=hl所以，所以，f=mghl-ma.二、探求功與物體速度變化的關(guān)

9、系二、探求功與物體速度變化的關(guān)系例例2 2、(2019(2019浙江杭州浙江杭州) )如圖如圖14241424所示，在所示，在“探求探求功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中，以下說法正確功與物體速度變化的關(guān)系的實驗中，以下說法正確的選項是的選項是( () )圖1424解析：為了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的解析：為了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的功，因此要用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，功，因此要用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力，因此要把長木板適當(dāng)傾斜，因此要把長木板適當(dāng)傾斜，A A錯誤小車在橡皮筋錯誤小車在橡皮筋作用下不能夠做勻加速直線運動，由于橡皮筋的作用下不能夠做勻加速直線運動，由于橡皮筋的

10、拉力是一個變力，拉力是一個變力，C C錯誤錯誤BDBD正確正確A A為減小實驗誤差，長木板應(yīng)程度放置為減小實驗誤差，長木板應(yīng)程度放置B B經(jīng)過添加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做經(jīng)過添加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍添加的功成整數(shù)倍添加C C小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動，小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后小車做勻速運動當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長后小車做勻速運動D D應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的速度應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的速度變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3、某實驗小組采用圖所示的安裝探求、某實驗小組采用圖所示的安裝探求“功與物體速度變化的關(guān)系，圖中小

11、車中可功與物體速度變化的關(guān)系，圖中小車中可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動安裝時，鉤放置砝碼，實驗中，小車碰到制動安裝時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器任務(wù)頻率為碼尚未到達地面，打點計時器任務(wù)頻率為50Hz.圖1425(1)(1)實驗的部分步驟如下：實驗的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線銜接小車和鉤碼；連在小車后端，用細線銜接小車和鉤碼；將小車停在打點計時器附近，將小車停在打點計時器附近，_，_，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，打下一列點，_；改動鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，

12、改換紙帶，反改動鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，改換紙帶，反復(fù)復(fù)的操作的操作(2)(2)圖圖14261426是鉤碼質(zhì)量為是鉤碼質(zhì)量為0.03kg0.03kg，砝碼質(zhì)量為，砝碼質(zhì)量為0.02kg0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O O及及A A、B B、C C、D D和和E E五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點五個計數(shù)點，可獲得各計數(shù)點到到O O的間隔的間隔x x及對應(yīng)時辰小車的瞬時速度及對應(yīng)時辰小車的瞬時速度v v，請將，請將C C點的丈量結(jié)果填在表點的丈量結(jié)果填在表1 1中的相應(yīng)位置中的相應(yīng)位置圖1426測量點測量點x/cmv/(ms1)O0.000.35A

13、1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60(3)(3)在在(2)(2)的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組的運動過程中，對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，成的系統(tǒng)，_做正功，做正功，_做做負功負功(4)(4)實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖14271427中的圖中的圖線線( (其中其中v2v2v2v2v)v)，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是_要驗證要驗證“功與物體速度變化的關(guān)系功與物體速度變化的關(guān)系還需求丈量的物理量是摩擦力和還需求丈量的物理量是摩擦力和_解析：解析：(1)(1)接通電源；釋放小車；斷開開關(guān)接通電源；釋放小車

14、；斷開開關(guān)(2) 5.06(2) 5.06；0.490.49(3)(3)鉤砝的重力；小車受摩擦阻力鉤砝的重力；小車受摩擦阻力(4)(4)小車初末速度的平方差與位移成正比；小小車初末速度的平方差與位移成正比；小車的質(zhì)量車的質(zhì)量三、驗證機械能守恒定律三、驗證機械能守恒定律例例3 3、( (重慶市重慶市20212021年直屬重點中學(xué)第年直屬重點中學(xué)第2 2次聯(lián)考次聯(lián)考) )在在“驗證機械能守恒定律的實驗中，知打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，知打點計時器所用的交流電的頻率為所用的交流電的頻率為50Hz50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀?，查得?dāng)?shù)氐闹亓铀俣榷萭 g9.80m/s29.80m/s2，測得

15、所用的重物的質(zhì)量為，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg1.00kg，實驗中得到一條點跡明晰的紙帶如圖實驗中得到一條點跡明晰的紙帶如圖14281428所所示把第一個點記做示把第一個點記做O O，另選延續(xù)的四個點，另選延續(xù)的四個點A A、B B、C C、D D作為丈量的點作為丈量的點圖1428經(jīng)丈量知道經(jīng)丈量知道A A、B B、C C、D D四個點到四個點到O O點的間隔分別為點的間隔分別為62.99cm62.99cm、70.14cm70.14cm、77.76cm77.76cm、85.37cm.85.37cm.根據(jù)以上根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知重物由數(shù)據(jù)可知重物由O O點運動到點運動到C C點，重力勢能的減

16、少點，重力勢能的減少量等于量等于_J_J；動能的添加量為；動能的添加量為_J(_J(取取三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字) )pcDBkCBCCDDBCEmgh.JhhEmvm().J.txxhhvtt.J 227 62117 24222227 62 7 24解析：答J,案是變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4 4、如圖、如圖14291429所示，兩個質(zhì)量各為所示，兩個質(zhì)量各為m1m1和和m2m2的小物塊的小物塊A A和和B B，分別系在一條跨過定滑輪，分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，知的軟繩兩端，知m1m1m2m2，現(xiàn)要利用此安裝驗證，現(xiàn)要利用此安裝驗證機械能守恒定律機械能守恒定律(1)(1)假設(shè)選定物塊假設(shè)選定物

17、塊A A從靜止開場下落的過程中進從靜止開場下落的過程中進展丈量，那么需求丈量的物理量有展丈量，那么需求丈量的物理量有_圖1429物塊的質(zhì)量物塊的質(zhì)量m1m1、m2m2；物塊物塊A A下落的間隔及下落這段間隔所用的時間；下落的間隔及下落這段間隔所用的時間；物塊物塊B B下落的間隔及下落這段間隔所用的時間；下落的間隔及下落這段間隔所用的時間；繩子的長度繩子的長度(2)(2)為提高實驗結(jié)果的準確程度，某小組同窗對此實為提高實驗結(jié)果的準確程度，某小組同窗對此實驗提出以下建議：驗提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕；繩的質(zhì)量要輕；在在“輕質(zhì)繩的前提下，繩子越長越好；輕質(zhì)繩的前提下，繩子越長越好；盡量保證物塊只沿豎

18、直方向運動，不要搖擺；盡量保證物塊只沿豎直方向運動，不要搖擺；兩個物塊的質(zhì)量之差要盡能夠小兩個物塊的質(zhì)量之差要盡能夠小以 上 建 議 中 確 實 對 提 高 準 確 程 度 有 作 用 的 是以 上 建 議 中 確 實 對 提 高 準 確 程 度 有 作 用 的 是_(3)(3)寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準確程寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準確程度有益的提議：度有益的提議：_._.解析：解析：(1)(1)經(jīng)過連結(jié)在一同的經(jīng)過連結(jié)在一同的A A、B B兩物體驗證機兩物體驗證機械能守恒定律，即驗證系統(tǒng)的勢能變化與動能變械能守恒定律，即驗證系統(tǒng)的勢能變化與動能變化能否相等，化能否相等，A A、B B連結(jié)在一同，連結(jié)在一同，A A下降的間隔一下降的間隔一定等于定等于B B上升的間隔；上升的間隔；A A、B B的速度大小總是相等的速度大小總是相等的，故不需求丈量繩子的長度，的，故不需求丈量繩子的長度，A A下降、下降、B B上升的上升的間隔及時間只需測一個間隔及時間只需測一個(2)(2)假設(shè)繩子質(zhì)量不能假設(shè)繩子質(zhì)量不能忽略，那么忽略，那么A A、B B組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化組成的系統(tǒng)勢能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能，從而為驗證機械能守恒定律帶來為繩