2018-2019高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度學(xué)案 滬科版必修1.doc
《2018-2019高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度學(xué)案 滬科版必修1.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第1章 怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng) 實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度學(xué)案 滬科版必修1.doc(10頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
實(shí)驗(yàn):利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度目標(biāo)定位1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及工作原理,并學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.2.掌握測(cè)瞬時(shí)速度的方法,會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度.3.能根據(jù)紙帶求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度一、實(shí)驗(yàn)器材1器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、交流電源、紙帶、一端附有滑輪的長(zhǎng)木板、小車、細(xì)繩、鉤碼、刻度尺、坐標(biāo)紙2了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器如圖1所示,是一種使用低壓、交流電源的計(jì)時(shí)儀器,工作電壓為46 V.圖1(2)當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí),電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一次點(diǎn)二、實(shí)驗(yàn)原理1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶能記錄運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置和物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間2根據(jù)紙帶計(jì)算某時(shí)刻的瞬時(shí)速度根據(jù)可求任意兩點(diǎn)間的平均速度,把這個(gè)平均速度值看成這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度(注:學(xué)習(xí)第2章后,就會(huì)知道,勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度)3加速度的計(jì)算(1)根據(jù)a計(jì)算出物體的加速度(2)由vt圖像,利用圖線的斜率求出物體的加速度三、實(shí)驗(yàn)步驟1如圖2所示,把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上,并使滑輪伸出桌面,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板沒有滑輪的一端,連接好電路圖22紙帶穿過限位孔,把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上,并且壓在紙帶上面,把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到46 V的低壓交流電源上3把一條細(xì)繩拴在小車上,使細(xì)繩跨過滑輪,下面掛上適當(dāng)?shù)你^碼,放手后,看小車能否在木板上平穩(wěn)地加速滑行,然后把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,并把紙帶的另一端固定在小車的后面4把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源,后釋放小車,讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn),換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次四、數(shù)據(jù)處理1挑選紙帶并測(cè)量在三條紙帶中選擇一條點(diǎn)跡最清晰的為了便于測(cè)量,舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn)跡,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)(0點(diǎn)),每5個(gè)點(diǎn)(相隔0.1 s)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,如圖3所示(相鄰兩點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)圖32瞬時(shí)速度的計(jì)算和記錄(1)計(jì)算方法:某段時(shí)間的平均速度等于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,即vn,例如圖3中計(jì)數(shù)點(diǎn)4的速度v4,其中T0.1 s.(2)設(shè)計(jì)表格并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)位置01234567時(shí)刻t/s00.10.20.30.40.50.60.7v/(ms1)3.加速度的計(jì)算圖4(1)根據(jù)a,求解加速度,可以多求幾次,再求a的平均值(2)作出小車運(yùn)動(dòng)的vt圖像,利用斜率求出小車的加速度如圖4所示,小車的加速度a.五、注意事項(xiàng)1開始釋放小車時(shí),應(yīng)使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2先接通電源,等打點(diǎn)穩(wěn)定后,再釋放小車3打點(diǎn)完畢,立即斷開電源4選取一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,舍棄開頭點(diǎn)跡密集部分,適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(注意計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)的區(qū)別),弄清楚所選的時(shí)間間隔T等于多少一般在紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),即時(shí)間間隔為T0.025 s0.1 s.5在坐標(biāo)紙上畫vt圖像時(shí),注意坐標(biāo)軸單位長(zhǎng)度的選取,應(yīng)使圖像盡量分布在坐標(biāo)平面中央6利用描出的點(diǎn)作vt圖像時(shí),不要將相鄰的點(diǎn)依次相連成折線,而應(yīng)使大多數(shù)點(diǎn)在直線(或曲線)上,不在線上的點(diǎn)均勻分布在直線(或曲線)兩側(cè),個(gè)別離線較遠(yuǎn)的點(diǎn)舍去例1在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)操作步驟,試找出其中的錯(cuò)誤和遺漏的步驟(遺漏步驟可編上序號(hào)G)A拉住紙帶,將小車移到靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端后,放開紙帶,再接通電源B將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板無(wú)滑輪一端,并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著適當(dāng)?shù)你^碼D取下紙帶,再斷開電源E將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔F從所打的紙帶中選取理想的紙帶進(jìn)行測(cè)量分析錯(cuò)誤和遺漏:_;_;G._;正確的步驟順序?yàn)開答案A中應(yīng)先接通電源,再放開紙帶D中應(yīng)先斷開電源,再取下紙帶換上新紙帶,重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次BECADGF例2某同學(xué)在“利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄了被小車拖動(dòng)的紙帶的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖5所示,每?jī)蓚€(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.1 s(本題計(jì)算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)圖5(1) 在實(shí)驗(yàn)中,使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先_再_(填“釋放紙帶”或“接通電源”)(2) 每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有_個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出(3) 試根據(jù)紙帶上各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,每隔0.1 s測(cè)一次速度,計(jì)算出打下B、C、D三個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度,并將各個(gè)速度值填入下表.vBvCvDvEvF數(shù)值(m/s)0.6400.721(4)將B、C、D、E、F各個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度標(biāo)在圖6直角坐標(biāo)系中,并畫出小車的瞬時(shí)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線圖6解析(1) 在實(shí)驗(yàn)中,使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源,再釋放紙帶(2) 每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有n114個(gè)點(diǎn)沒有標(biāo)出(3)vB m/s0.400 m/s;vC m/s0.479 m/s;vD m/s0.560 m/s.(4)圖線如圖所示:答案(1)接通電源釋放紙帶(2)4(3)0.400 04790.560(4)見解析圖1如圖7所示是一位同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的兩條紙帶,他將兩條紙帶(甲、乙)上下并排放在一起進(jìn)行比較,在圖中A、B兩點(diǎn)之間,兩條紙帶(甲、乙)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比是()圖7A11 B21 C12 D無(wú)法比較答案B解析設(shè)紙帶上每打出兩個(gè)相鄰點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為T,所以紙帶甲、乙上A、B兩點(diǎn)間時(shí)間之比為,選項(xiàng)B正確2在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在50 Hz的低壓交變電源上某同學(xué)在打出的紙帶上每5點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),共取了A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的四個(gè)點(diǎn)未畫出),如圖8所示從每一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)處將紙帶剪開分成五段(分別為a、b、c、d、e段),將這五段紙帶由短到長(zhǎng)緊靠但不重疊地粘在xOy坐標(biāo)系中,如圖9所示圖8圖9(1)請(qǐng)你在xOy坐標(biāo)系中用最簡(jiǎn)潔的方法作出能表示vt關(guān)系的圖線(在圖9中作答),并指出哪個(gè)軸相當(dāng)于v軸?_.(2)從第一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)開始計(jì)時(shí),為了求出0.15 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度,需要測(cè)出哪一段紙帶的長(zhǎng)度?_.(3)若測(cè)得a段紙帶的長(zhǎng)度為2.0 cm,e段紙帶的長(zhǎng)度為10.0 cm,則可求出加速度的大小為_ m/s2.答案(1)vt圖線見解析圖y軸相當(dāng)于v軸(2)b段(3)2.0解析(1)以紙帶寬度為時(shí)間單位0.1 sx軸相當(dāng)于t軸,y軸相當(dāng)于v軸,每段紙帶上端中點(diǎn)的縱坐標(biāo)相當(dāng)于這段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度把紙帶上端中點(diǎn)連起來(lái)就得到vt圖線(2)用b紙帶的長(zhǎng)度除以0.1 s就是完成b紙帶這段長(zhǎng)度的平均速度,也近似等于0.15 s時(shí)刻的瞬時(shí)速度,故需測(cè)出b段紙帶的長(zhǎng)度(3)0.05 s時(shí)的瞬時(shí)速度v120.0 cm/s0.20 m/s045 s 時(shí)瞬時(shí)速度v2100 cm/s1.00 m/sa m/s22.0 m/s21(多選)在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)時(shí),根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是()A時(shí)間間隔 B瞬時(shí)速度C加速度 D某段時(shí)間內(nèi)的位移答案AD解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是每隔0.02 s打下一個(gè)點(diǎn),所以數(shù)點(diǎn)就可以知道時(shí)間間隔,故A正確瞬時(shí)速度的求解需要運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式,故B錯(cuò)誤加速度的求解需要運(yùn)用公式或利用圖像求斜率,故C錯(cuò)誤某段時(shí)間內(nèi)的位移可以利用刻度尺直接測(cè)得,故D正確,故選A、D.2(多選)關(guān)于“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是()A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上,且靠近滑輪一端B開始實(shí)驗(yàn)時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端C應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼個(gè)數(shù)越多越好答案BC解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板上沒有滑輪的一端,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小車開始時(shí)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是為了使小車的運(yùn)動(dòng)距離較大,選項(xiàng)B正確;若先釋放小車后接通電源只能在紙帶的后面部分打點(diǎn),選項(xiàng)C正確;鉤碼個(gè)數(shù)太少,打點(diǎn)密集,鉤碼個(gè)數(shù)太多,打點(diǎn)太少,都會(huì)帶來(lái)實(shí)驗(yàn)誤差,選項(xiàng)D錯(cuò)誤3下列關(guān)于“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中所選計(jì)數(shù)點(diǎn)的說(shuō)法中,不正確的是()A用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算既方便又可減小誤差B相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)是相等的C相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)是相等的D計(jì)數(shù)點(diǎn)是從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來(lái)的,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)的個(gè)數(shù)相等答案C4在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中,下列說(shuō)法正確的是()A小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí)只需打一條紙帶,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理B為使測(cè)量更為嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)把打下的第一個(gè)點(diǎn)作為第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)C為了便于測(cè)量,應(yīng)舍掉開頭一些過于密集的點(diǎn),找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)D兩相鄰測(cè)量點(diǎn)間的時(shí)間間隔必須是0.1 s答案C解析小車在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)時(shí),采用多次測(cè)量,打出多條紙帶,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,有利于減小誤差,故A錯(cuò)誤;紙帶上開始時(shí)密集的點(diǎn),點(diǎn)距過小,測(cè)量誤差較大,故應(yīng)舍去,找一個(gè)適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn),故B錯(cuò)誤,C正確;選取測(cè)量點(diǎn),可增加測(cè)量距離,減小測(cè)量過程所產(chǎn)生的誤差,兩相鄰測(cè)量點(diǎn)間的時(shí)間間隔不一定取0.1 s,故D錯(cuò)誤5在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”的實(shí)驗(yàn)中,下述測(cè)量每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的方法正確的是()A當(dāng)某兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離較大時(shí),可以用短尺把它分段來(lái)測(cè)量B當(dāng)某兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離較小時(shí),可以用短尺一次把它測(cè)完C測(cè)量每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,應(yīng)該用帶著毫米刻度的長(zhǎng)尺的零刻度對(duì)準(zhǔn)起點(diǎn),讀出各計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值,然后逐一相減,得到每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離的數(shù)值D分別逐個(gè)測(cè)出每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離,這樣便于記錄答案C解析不論兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離大還是小,采用C項(xiàng)所述方法都可減小誤差,C正確6某同學(xué)用如圖1甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度圖1(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接_電源(填“低壓直流”、“低壓交流”或“220 V交流”)(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先_再_(填“接通電源”或“放開小車”)(3)若所接電源的頻率是50 Hz,則每隔_秒打一個(gè)點(diǎn)(4)圖乙是繪出的小車速度時(shí)間關(guān)系圖線,根據(jù)圖線求出小車的加速度為a_ m/s2.(保留三位有效數(shù)字)答案(1)低壓交流(2)接通電源放開小車(3)0.02(4)0.682解析(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接低壓交流電源(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),使小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源再放開小車(3)若所接電源的頻率是50 Hz,則每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)(4)在vt圖像中圖線的斜率表示加速度即a0.682 m/s2.7如圖2所示是一條打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,電源頻率為50 Hz,0、1、2、3、4、5、6是七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離如圖所示圖2(1)求出2、4計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度并填入表格.v1v2v3v4v5數(shù)值(m/s)0.200.610.70(2)在圖3坐標(biāo)紙中畫出質(zhì)點(diǎn)的速度時(shí)間圖象圖3答案(1)0.400.69(2)見解析圖解析(1)兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T0.1 sv2 m/s0.40 m/sv4 m/s0.69 m/s(2)根據(jù)(1)表格中數(shù)據(jù)在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn),然后連線得到圖象如圖所示8如圖4所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶的一部分,從0點(diǎn)開始依照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6,現(xiàn)在量得0、1間的距離s15.18 cm,1、2間的距離s24.40 cm,2、3間的距離s33.62 cm,3、4間的距離s42.78 cm,4、5間的距離s52.00 cm,5、6間的距離s61.22 cm.(f50 Hz)圖4(1)根據(jù)上面數(shù)據(jù),計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)的速度并填在下表中(計(jì)算結(jié)果在小數(shù)點(diǎn)后保留1位有效數(shù)字)計(jì)數(shù)點(diǎn)12345v/(ms1)(2)根據(jù)(1)中表格,在圖5中畫出小車的速度時(shí)間圖像,并說(shuō)明小車速度變化特點(diǎn)圖5答案見解析解析(1)由于電源頻率f50 Hz,所以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔T0.02 s,v11.2 m/s;v21.0 m/s;v30.8 m/s;v40.6 m/s;v50.4 m/s.計(jì)數(shù)點(diǎn)12345v/(ms1)1.21.00.80.60.4(2) 如圖所示通過速度時(shí)間圖像可以看出小車的速度隨時(shí)間在均勻減小- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問題本站不予受理。
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