人教版必修一14實驗：用打點計時器測速度同步試題4-免費閱讀
【正文】 第 4 節(jié) 實驗：用打點計時器測速度 研究物體的運動 ， 就要知道物體運動的位移 、 時間等 ， 但這樣還不能完整地描述運動 ． 生活中 ， 我們還會提出這樣的問題 ： 物體在哪個位置運動的更快 ？ 如何描述物體在某一位置或某時刻運動的快慢呢 ？ 這就要知道物體在某位置的速度 ， 即瞬時速度 ， 為此 ， 本節(jié)就要學習一種測量瞬時速度的方法 ． 一、實驗目的 1． 練習使用電磁打點計時器或電火花計時器 ． 2． 學會利用打上點的紙帶研究物體的運動情況 ． 3． 利用 v－ t 圖象分析實驗數(shù)據(jù) ， 描述物體的運 動 ． 二、實驗原理 1． 兩種打點計時器當接通 50 Hz 的交流電時 ， 都是每隔 s 打一次點 ． 2． 當紙帶跟運動物體連在一起時 ， 打點計時器打在紙帶上的點就相應地表示出物體在不同時刻的位置 ， 線段上各點之間的間隔就表示出運動物體在不同時間內(nèi)的位移 ， 根據(jù)平均速度的定義式 v＝ ΔxΔt， 當 Δt 很短時 ， 可以認為 ΔxΔt等于 t 時刻的瞬時速度 ． 三、實驗步驟 1． 把電火花計時器固定在桌子上 ， 檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上 ， 并檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好 ， 墨粉紙盤是否夾在 兩條紙帶之間 ． 2． 把計時器上的電源插頭插在交流 220 V電源插座上 ． 3． 接通開關(guān) ， 用手水平地拉動兩條紙帶 ， 紙帶上就會打下一系列的點跡 ． 4． 取下紙帶 ， 從能夠看清的某個點開始 ， 往后數(shù)出若干個點 ， 如果數(shù)出 n 個點 ， 這些點劃分出來的間隔數(shù)為 (n－ 1)． 由此計算出紙帶從第一個點到第 n 個點的運動時間為 (n－ 1) s. 5． 用刻度尺測量出第一個點到第 n 個點的距離 x， 再利用公式 v ＝ ΔxΔt計算紙帶通過這段位移時的平均速度 ． 把測量和計算的結(jié)果填入表中 ． 6． 在小紙帶上標 記連續(xù) 7 個計數(shù)點 ， 分別標上記號 A、 B、 C、 D、 E、 F、 測量每相鄰兩個點間的距離 ， 分別記為 x x x x x x6， 記錄到表中 ． 7． 根據(jù)表中對紙帶數(shù)據(jù)的測量結(jié)果 ， 運用學過的知識判斷 ： 物體在這段時間內(nèi)的運動是勻速直線運動還是變速直線運動 ？ 說出判斷的理由 ． 8． 將 B、 C、 D、 E、 F 作為測量點 ， 分別測量包含這些點的一段位移 Δx， 由于 Δt 很小 ，求出 Δt 內(nèi)的平均速度 ， 即等于各點的瞬時速度 ， 記入表中 ． 四、注意事項 1． 電源電壓要符合要求 ， 電磁打點計時器應使用 6 V以下交流電源 ； 電火花計時器使用 220 V交流電源 ． 2． 實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度 ， 必要時要進行調(diào)節(jié)或更換器材 ． 3． 使用打點計時器應先接通電源 ， 待打點計時器穩(wěn)定時再用手拉紙帶 ． 4． 手拉紙帶時 ， 速度應快一些 ， 以防點跡太密集 ． 5． 復寫紙不要裝反 ， 每打完一條紙帶 ， 應調(diào)整一下復寫紙的位置 ， 以保證打點清晰 ． 6． 打點計時器不能連續(xù)工作太長時間 ， 打點之后應立即關(guān)閉電源 ． 五、實驗數(shù)據(jù)處理 1． 根據(jù)紙帶分析物體的運動情況并能計算平均速度 ． (1)在紙帶上相鄰兩點的時間間隔均為 s(電源頻率為 50 Hz)， 所以點跡密集的地方表示紙帶 運動的速度小 ． (2)根據(jù) v＝ ΔxΔt， 求出任意兩點間的平均速度 ， 這里 Δx 可以用直尺測量出兩點間的距離 ，Δt 為兩點間的時間間隔數(shù)與 s 的乘積 ． 這里必須明確所求的是哪兩點之間的平均速度 ． 2． 粗略計算瞬時速度 某點 E 的瞬時速度可以粗略地由包含 E 點在內(nèi)的兩點間的平均速度來表示 ， 如圖 1－ 4－ 2 所示 ， vE≈ v DG或 vE≈ v DF. 圖 1－ 4－ 2 說明： 在粗略計算 E點的瞬時速度時，可利用 v＝ ΔxΔt公式來求解，但須注意的是，如果取離 E 點越接近的兩點來求平均速度，這個平均速度越接近 E 點的瞬時速度，但是距離過小會使測量誤差增大，應根據(jù)實際情況選取這兩個點 ． 六、利用 v－ t 圖象分析物體的運動 1． v－ t 圖象 用橫軸表示時間 t， 縱軸表示速度 v， 建立直角坐標系 ． 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標系中描點 ， 然后用平滑的曲線把這些點連接起來 ， 即得到如圖 1－ 4－ 3 所示的 v－ t 圖象 ． 圖 1－ 4－ 3 圖 1－ 4－ 4 2． v－ t 圖象的意義 v－ t 圖象非常直觀地反映了速度隨時間變化的情況 ， 它并不是物體運動的軌跡 ． 3． 勻速直線運動的 v－ t 圖象 (1)勻速直線運動的 v－ t 圖象是與時間軸平行的直線 ， 如圖 1－ 4－ 4 所示 ， 直線 a、 b分別表示 va＝ 4 m/s， vb＝ 8 m/s. 1－ 4－ 5 (2)從勻
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