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1、课时23 力学实验(一),实验(1):用打点计时器测速度,一、实验原理图 二、基本实验要求 1.实验目的: (1)练习使用打点计时器。 (2)用打点计时器测量瞬时速度,学会用图象表示速度。 (3)利用纸带上的点研究物体的运动。,2.实验原理: 打点计时器打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间。由于纸带是跟运动物体连接在一起,纸带上的点也就相应地表示运动物体在各个时刻的位置,研究纸带上各点之间的间隔距离,就可以了解运动物体的位移、速度的大小及其变化,也就是了解了物体的运动情况。 3.实验器材: 电火花计时器(或电磁打点计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、复写纸等。,4.实验步骤: (1)了解打点计
2、时器的结构,然后把它固定好。 (2)安装纸带。 (3)启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源。 (4)取下纸带,确定纸带上的某两个打点作为研究段,由打点间隔确定这段时间。 (5)用刻度尺测量出研究段的距离,并计算研究段的平均速度大小。,5.数据处理: (1)求瞬时速度: 如图中的BD段,根据B、D两点间的位移x和时间t,算出纸带在这两点间的平均速度v= ,可以用这个平均速度近似代表打C点时的瞬时速度。,(2)用图象表示速度: 物体运动的速度与时间的关系也可以用图象描述。以速度v为纵轴、时间t为横轴在方格纸上建立直角坐标系,将实验中的v、t数据在坐标系中描点,再用一条
3、平滑的曲线来“拟合”坐标系中描出的点,这条曲线反映了速度v与时间t的关系。,考点1,考点2,平均速度、瞬时速度的计算 根据纸带上两点间的位移x和时间t,算出纸带在这两点的平均速度v= ,在要求不是很高的情况下,可以用这个平均速度粗略的表示物体在经过位移x内某一位置时的瞬时速度。,要特别注意计时点和计数点的区别:打点计时器在纸带上打出的每个点迹叫做计时点,若用50 Hz的交流电源,则两个相邻点迹(计时点)的时间间隔为0.02 s;为了方便研究运动规律,从纸带上有规律的选取部分计时点,并加以标号,这些被选取并标号的计时点叫做计数点。,考点1,考点2,典例1打点计时器当电源频率是50 Hz时,它每隔
4、 打一个点。如图所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点未标出,已知打点计时器接50 Hz的交流电源,则ae段的平均速度为 m/s,d点的瞬时速度约为 m/s。,答案,解析,考点1,考点2,根据点迹疏密判断速度大小 打点计时器的打点周期是一定的,计时点间隔越大,表示物体运动得越快,反之则越慢。,考点1,考点2,典例2小明用同一个打点计时器在固定频率下,测量小车拉动纸带甲、乙、丙、丁的运动速度,每次小车都是自右向左运动,四段纸带的长度都相同(如图所示)。则下列叙述正确的是( ) A.纸带甲打点均匀,表示小车的速度一定 B.纸带乙表示的平均速度最小 C.纸带丙表示小车的速率越来越小 D.纸带丁表示小车的速率越来越大,答案,解析,