【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 3.2變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究課件 魯科必修1

第2節(jié)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)探究電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2．工作原理(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點(diǎn)計(jì)時(shí)的一種儀器．當(dāng)接在10V以下(一般保證在4V以上)的低壓交流電源上時(shí)，線圈的磁場方向周期性改變，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動(dòng)起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)而打點(diǎn)，這時(shí)如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡．振片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致，當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s.(2)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上打出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器．當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡．當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s.3．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較類型比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源4～6V低壓交流220V交流打點(diǎn)方式振針打點(diǎn)電火花打點(diǎn)時(shí)間間隔每隔0.02s打一次點(diǎn)每隔0.02s打一次點(diǎn)實(shí)驗(yàn)誤差振針和紙帶接觸會影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較大火花放電不會影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較小1.對電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的有關(guān)說法中，正確的是(

)A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電B．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣C．電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉【解析】

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙，電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉，所以C、D錯(cuò)誤．【答案】

AB【答案】0.350.430.35同理Δs2＝Δs3＝……＝Δsn＝Δs1＝aT2.其中T為恒量量，因因a也為恒恒量，，Δs＝aT2為恒量量，即即做勻勻變速速直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)的物物體在在連續(xù)續(xù)相等等時(shí)間間內(nèi)的的位移移之差差是恒恒量，，它是是物體體做勻勻變速速直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)的必必要條條件，，也是是我們們判斷斷物體體是否否做勻勻變速速直線線運(yùn)動(dòng)動(dòng)的依依據(jù)．．與打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器記記錄的的信息息相比比，頻頻閃燈燈的閃閃光頻頻率相相當(dāng)于于打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器交交流電電源的的頻率率，而而相同同時(shí)間間間隔隔出現(xiàn)現(xiàn)的影影像則則相當(dāng)當(dāng)于打打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器器打出出的點(diǎn)點(diǎn)．因因此，，運(yùn)動(dòng)動(dòng)物體體的頻頻閃照照片既既記錄錄了物物體運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的時(shí)間間信息息，又又記錄錄了物物體運(yùn)運(yùn)動(dòng)的的位移移信息息．至至于根根據(jù)時(shí)時(shí)間和和位移移信息息求加加速度度的方方法，，兩者者都是是一樣樣的．．2．用手手按住住小車車，使使小車車停在在靠近近打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器處處．先先接通通電源源，再再放開開小車車，小小車在在拖著著紙帶帶運(yùn)動(dòng)動(dòng)的同同時(shí)，，打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器就就在紙紙帶上上打下下一系系列的的點(diǎn)．．?dāng)嚅_開電源源，取取下紙紙帶；；更換換新紙紙帶，，重復(fù)復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)3次～5次．3．選擇擇一條條點(diǎn)跡跡清晰晰的紙紙帶，，舍掉掉開頭頭一些些過于于密集集的點(diǎn)點(diǎn)，找找一個(gè)個(gè)適當(dāng)當(dāng)?shù)狞c(diǎn)點(diǎn)做計(jì)計(jì)時(shí)起起點(diǎn)，，選擇擇每經(jīng)經(jīng)過5個(gè)間隔隔點(diǎn)為為一個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)，，即每每相鄰鄰的計(jì)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)為一一段，，其時(shí)時(shí)間間間隔為為0.1s，用毫毫米刻刻度尺尺測出出各相相鄰的的計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)之之間的的距離離，把把測出出的數(shù)數(shù)據(jù)填填入設(shè)設(shè)計(jì)好好的表表格中中．4．改變變長木木板的的傾斜斜角度度，重重復(fù)做做幾次次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)．位置間隔0～11～22～33～44～5間隔距離(cm)s1＝s2＝s3＝s4＝s5＝(3)作出速速度—時(shí)間圖圖象．．在坐標(biāo)標(biāo)紙上上，以以速度度v為縱軸軸、時(shí)時(shí)間t為橫軸軸建立立直角角坐標(biāo)標(biāo)系．．根據(jù)據(jù)上表表中的的v、t數(shù)據(jù)，，在直直角坐坐標(biāo)系系中描描點(diǎn)，，如下下圖所所示，，通過過觀察察、思思考，，找出出這些些點(diǎn)的的分布布規(guī)律律，然然后根根據(jù)這這些點(diǎn)點(diǎn)的分分布趨趨向，，用一一條平平滑的的曲線線(包括直直線)連接這這些點(diǎn)點(diǎn)，并并盡量量讓多多數(shù)點(diǎn)點(diǎn)落在在曲線線上(或直直線線)上，，不不在在曲曲線線(或直直線線)上的的點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)分分布布在在曲曲線線(或直直線線)兩側(cè)側(cè)，，且且兩兩側(cè)側(cè)的的點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)大大致致相相同同．．注意意：：在在坐坐標(biāo)標(biāo)紙紙上上畫畫v－t圖象象時(shí)時(shí)，，坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸單單位位長長度度的的選選取取要要合合適適，，使使圖圖象象分分布布在在坐坐標(biāo)標(biāo)平平面面的的大大部部分分面面積積上上．．(4)分析析v－t圖象象，，小小車車運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的加加速速度度數(shù)數(shù)值值上上等等于于v－t圖線線的的斜斜率率，，應(yīng)應(yīng)注注意意其其斜斜率率等等于于Δv/ΔΔt，不不能能由由tanθ求加加速速度度．．5．選選擇擇一一條條理理想想的的紙紙帶帶，，是是指指紙紙帶帶上上的的點(diǎn)點(diǎn)跡跡清清晰晰，，適適當(dāng)當(dāng)舍舍棄棄點(diǎn)點(diǎn)密密集集部部分分，，適適當(dāng)當(dāng)選選取取計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)，，弄弄清清楚楚所所選選的的時(shí)時(shí)間間間間隔隔T等于于多多少少秒秒．．6．每每打打好好一一條條紙紙帶帶，，將將定定位位軸軸上上的的復(fù)復(fù)寫寫紙紙換換個(gè)個(gè)位位置置，，以以保保證證打打點(diǎn)點(diǎn)清清晰晰．．7．不不要要分分段段測測量量各各段段位位移移，，應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能地地一一次次測測量量完完畢畢(可先先統(tǒng)統(tǒng)一一量量出出各各計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)到到計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)起起點(diǎn)點(diǎn)O之間間的的距距離離)．讀讀數(shù)數(shù)時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)估估讀讀到到毫毫米米的的下下一一位位．．8．要要區(qū)區(qū)分分打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器打打出出的的計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)點(diǎn)點(diǎn)和和人人為為選選取取的的計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)，，一一般般在在紙紙帶帶上上每每隔隔4個(gè)點(diǎn)點(diǎn)取取一一個(gè)個(gè)計(jì)計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)，，即即時(shí)時(shí)間間間間隔隔為為T＝0.02×5s＝0.1s.9．在在坐坐標(biāo)標(biāo)紙紙上上畫畫v－t圖象象時(shí)時(shí)，，注注意意坐坐標(biāo)標(biāo)軸軸單單位位長長度度的的選選取取，，應(yīng)應(yīng)使使圖圖象象盡盡量量分分布布在在較較大大的的坐坐標(biāo)標(biāo)平平面面內(nèi)內(nèi)．．【解析析】電磁磁打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器用用的的是是低低壓壓交交流流電電源源；；開開始始前前將將小小車車停停在在靠靠近近打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器的的位位置置；；實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)前前應(yīng)應(yīng)把把紙紙帶帶放放在在復(fù)復(fù)寫寫紙紙下下方方，，先先接接通通電電源源，，待待打打點(diǎn)點(diǎn)穩(wěn)穩(wěn)定定后后再再放放開開紙紙帶帶．．【答案案】BC選擇擇器器材材及及進(jìn)進(jìn)行行實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)應(yīng)特特別別注注意意下下列列問問題題：：(1)明確確打打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)器器對對電電源源的的要要求求———交流流電電源源．．(2)保證證所所打打第第一一個(gè)個(gè)點(diǎn)點(diǎn)速速度度為為零零的的方方法法——先通電，，后放開開小車．．(3)要防止鉤鉤碼落地地和小車車跟滑輪輪相撞，，當(dāng)小車車到達(dá)滑滑輪前要要及時(shí)用用手按住住它．紙帶________是勻速通通過打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)器器的，紙紙帶________是越走越越快的，，紙帶________是開始越越走越快快，后來來又越走走越慢的的．若所所用電源源的頻率率是50Hz，圖中D紙帶，從從A點(diǎn)通過計(jì)計(jì)時(shí)器到到B點(diǎn)通過計(jì)計(jì)時(shí)器，，歷時(shí)________s，位移為為________m，這段時(shí)時(shí)間內(nèi)紙紙帶運(yùn)動(dòng)動(dòng)的平均均速度是是________m/s，BC段的平均均速度是是________m/s，AD段的平均均速度是是________m/s.【答案】A、CBD0.040.276.75117.88(1)試計(jì)算在在打下B、C、D、E各點(diǎn)時(shí)小小車的瞬瞬時(shí)速度度vB、vC、vD、vE各多大？？(2)計(jì)算小車車的加速速度為多多大？【答案】(1)0.145m/s0.495m/s0.575m/s0．658m/s(2)2.0m/s2【思路點(diǎn)撥撥】拍攝得到到的小球球的照片片中，A、B、C、D……各小球的的位置，，正是首首先釋放放的某球球每隔0.1s所在的位位置．這這樣就把把本題轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成一一個(gè)物體體在斜面面上做初初速度為為零的勻勻加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)的問問題了．．求拍攝攝時(shí)B球的速度度就是求求首先釋釋放的那那個(gè)球運(yùn)運(yùn)動(dòng)到B處的速度度；求A球上面還還有幾個(gè)個(gè)正在滾滾動(dòng)的小小球變換換為首先先釋放的的那個(gè)小小球運(yùn)動(dòng)動(dòng)到A處經(jīng)過了了幾個(gè)時(shí)時(shí)間間隔隔(0.1s)．【答案】(1)1.75m/s(2)兩顆1．在“使用打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器測速速度”的實(shí)驗(yàn)中，，除電源、、紙帶外，，還需選用用的儀器是是()A．停表B．刻度尺C．速度計(jì)D．打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器【解析】由打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器在紙帶帶上打下的的點(diǎn)的間隔隔數(shù)可知任任意兩點(diǎn)間間的時(shí)間間間隔，故不不需要停表表．再利用用刻度尺測測出兩點(diǎn)間間的距離就就可進(jìn)一步步求出平均均速度，故故不需要速速度計(jì)．【答案】BD2．打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器振針打打點(diǎn)的周期期，決定于于()A．交流電壓壓的高低B．交流電的的頻率C．永久磁鐵鐵的磁性強(qiáng)強(qiáng)弱D．振針與復(fù)復(fù)寫紙的距距離【解析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器振針打點(diǎn)點(diǎn)的周期決決定于交流流電的頻率率，例如頻頻率為50Hz時(shí)每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．．【答案】B3．根據(jù)打點(diǎn)點(diǎn)計(jì)時(shí)器打打出的紙帶帶，我們可可以不利用用公式計(jì)算算就能直接接得到的物物理量是()A．時(shí)間間隔隔B．位移C．速率D．平均速度度【答案】AB4．如下圖所所示是同一一打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器打出的的4條紙帶，哪哪條紙帶的的加速度最最大()【解析】4條紙帶的時(shí)時(shí)間間隔相相等，其中中C、D2條紙帶上的的點(diǎn)間隔均均勻表明它它們是做勻勻速直線運(yùn)運(yùn)動(dòng)，可看看做加速度度為0.A、B2條紙帶上的的點(diǎn)間隔在在不斷增大大，且A條紙帶上的的點(diǎn)相鄰間間距之差較較大，故紙紙帶A的加速度最最大．【答案】A5．(2010年寧波高一一檢測)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器是高中物物理中重要要的物理實(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，，下圖中甲甲、乙兩種種打點(diǎn)計(jì)時(shí)時(shí)器是高中中物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中常用的的，請回答答下面的問問題(1)甲圖是________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器，電源采采用的是________．(2)乙圖是________打點(diǎn)計(jì)時(shí)器器，電源采采用的是________．(3)在某次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中，物體體拖動(dòng)紙帶帶做勻加速速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)計(jì)時(shí)器所用用的電源頻頻率為50Hz，實(shí)驗(yàn)得到到的一條紙紙帶如下圖圖所示，紙紙帶上每相相鄰的兩個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之之間都有4個(gè)點(diǎn)未畫出出．按時(shí)間間順序取0、1、2、3、4、5六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中中用直尺量量出各計(jì)數(shù)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離如如圖所示(單位：cm)．①在計(jì)數(shù)點(diǎn)1所代表的時(shí)時(shí)刻，紙帶帶運(yùn)動(dòng)的瞬瞬時(shí)速度為為v1＝________m/s，物體的加加速度a＝________m/s2.(保留兩位有有效數(shù)字)②該同學(xué)在測測量的時(shí)候候沒有將計(jì)計(jì)數(shù)點(diǎn)5的數(shù)值記錄錄下來，根根據(jù)前面的的數(shù)值可以以推算出計(jì)計(jì)數(shù)點(diǎn)5到0點(diǎn)的距離為為________cm.【答案】(1)電磁低壓壓交流電4V～6V(2)電火花交交流220V(3)①0.180.75②14.506．一個(gè)小球球沿斜面向向下運(yùn)動(dòng)，，用每間隔隔0.1s曝光一次的的頻閃相機(jī)機(jī)拍攝不同同時(shí)刻小球球位置的照照片如下圖圖所示，即即照片上出出現(xiàn)的相鄰鄰兩個(gè)小球球的像之間間時(shí)間間隔隔是0.1s，測得小球球在幾個(gè)連連續(xù)相等時(shí)時(shí)間內(nèi)的位位移(數(shù)據(jù)見表)，則：s1(cm)s2(cm)s3(cm)s4(cm)8.209.3010.4011.50【解析】由表中數(shù)據(jù)據(jù)s2－s1＝s3－s2＝s4－s3＝1.10cm，可以判斷斷小車做勻勻加速直線線運(yùn)動(dòng)．本實(shí)驗(yàn)加速速度的求法法采用逐差差法，即乙乙的方法，，這樣能將將s1、s2、s3、s4全用上，有有效地減小小誤差，代代入數(shù)據(jù)解解得a＝1.1m/s2.【答案】(1)相等勻加加速(2)乙1.1m/s27．一小球在在桌面上從從靜止開始始做加速運(yùn)運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)用用高速攝影影機(jī)在同一一底片上