//

用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

//

1.

電火花計(jì)時(shí)器

（1）構(gòu)造：

（2）原理：

脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電

（3）工作電壓：交流 220V

2.

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用

（1）測(cè)時(shí)間

電源頻率50Hz，每隔 0.02 s秒打一個(gè)點(diǎn)

（2）測(cè)位移

（3）研究紙帶 → 研究物體運(yùn)動(dòng)

3.

練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

1、操作步驟

（1）固定計(jì)時(shí)器

（2）穿紙帶

（3）啟動(dòng)電源，拉紙帶，隨后立即關(guān)電源

2、紙帶的簡(jiǎn)單處理 ——測(cè)平均速度

（1）需測(cè)量的量：

（2）關(guān)系式：

數(shù)據(jù)處理：目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)狀況。

設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，那么紙帶上相鄰兩個(gè)點(diǎn)所表示的時(shí)間間隔就是T。如果數(shù)出紙帶上一系列點(diǎn)的總數(shù)為N， 則打這些點(diǎn)所用的總時(shí)間為 t=(N-1)T。如果測(cè)出這N個(gè)點(diǎn)之間的總距離▲X ，則t時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度為

原則：準(zhǔn)確性 可行性

4.

用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度

5.

注意事項(xiàng)

①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。

②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。

③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。

④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。

//

探究小車速度和時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

//

學(xué)會(huì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用、紙帶數(shù)據(jù)處理、測(cè)瞬時(shí)速度以及速度－時(shí)間圖象的基礎(chǔ)上，運(yùn)用這些知識(shí)和技能探究小車速度隨時(shí)間變化的關(guān)系。

1.

實(shí)驗(yàn)器材

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，紙帶，復(fù)寫紙片，低壓電源，小車，細(xì)繩，一端附有滑輪的長(zhǎng)木板，刻度尺，鉤碼，兩根導(dǎo)線。

2.

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

1. 把一端附有滑輪的長(zhǎng)木板水平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上遠(yuǎn)離滑輪的一端，連接好電路

2. 把一條細(xì)繩拴在小車上，使細(xì)繩跨過(guò)滑輪，下邊掛上合適的鉤碼，啟動(dòng)電源，然后放開(kāi)小車，讓小車拖著紙帶運(yùn)動(dòng)，打完一條后，關(guān)閉電源

3. 換上紙帶，重復(fù)操作三次

3.

注意事項(xiàng)

1．在安裝儀器時(shí)，要注意讓滑輪伸出桌面外；細(xì)繩應(yīng)與木板平行；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)與低壓電源4～6V交流輸出連接；如果用電火花計(jì)時(shí)器，不再需要使用低壓電源；實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意保護(hù)小車及滑輪，要避免它們被碰壞或跌壞。

2．選擇紙帶的原則：點(diǎn)跡清晰且連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移差大致相等。

3．注意計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)的區(qū)別

4. 先啟動(dòng)計(jì)時(shí)器后放開(kāi)紙帶，隨后關(guān)閉電源

4.

數(shù)據(jù)處理

（1）列表法

紙帶的選?。哼x擇兩條比較理想的紙帶，舍掉開(kāi)頭的比較密集的點(diǎn)；確定零點(diǎn)，選取5-6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)上0、1、2、3、4、5 。

應(yīng)區(qū)別打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)和人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)（一般相隔0.1s取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)）

采集數(shù)據(jù)的方法：先量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)時(shí)零點(diǎn)的距離，然后再計(jì)算出相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的距離。

不要分段測(cè)量各段位移，應(yīng)盡可能一次測(cè)量完畢（可先統(tǒng)一量出到計(jì)數(shù)點(diǎn)0之間的距離），讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到最小刻度（毫米）的下一位。

設(shè)計(jì)表格，利用第一章測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方法，算出數(shù)值并記入表格。

（2）圖象法

1. 建系：以速度縱軸，時(shí)間為橫軸，選擇合適的標(biāo)度（圖象要盡可能布滿坐標(biāo)系），建立坐標(biāo)系。

2. 描點(diǎn)：觀察和思考點(diǎn)的分布趨勢(shì)。

3. 擬合：從點(diǎn)的分布趨勢(shì)看，描出的點(diǎn)都大致落在一條直線上。用直線擬合，讓盡可能多的點(diǎn)處在直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)對(duì)稱地分布在直線兩側(cè)。

本實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)物理量是各計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離和計(jì)數(shù)時(shí)間。

5.

處理數(shù)據(jù)

選擇一條較理想的紙帶，用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法得到各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度.

6.

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

小車的速度隨時(shí)間的增加而均勻增加

小車速度隨時(shí)間逐漸增大；相同時(shí)間里，速度增量相同；成正比……

//

探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系詳解

//

探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系時(shí)一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)，引入控制變量法這一重要的實(shí)驗(yàn)方法。今天我們來(lái)詳細(xì)解說(shuō)探究加速度與力，質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。

1.

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

（1）掌握用控制變量法研究物理規(guī)律

（2）學(xué)會(huì)利用圖像處理數(shù)據(jù)的方法

（3）驗(yàn)證牛頓第二定律

2.

實(shí)驗(yàn)原理

控制變量法：

先控制小車的質(zhì)量m不變，討論加速度a與力F的關(guān)系；

在控制小盤和砝碼的質(zhì)量不變，即力F不變，改變小車的質(zhì)量m，討論加速度a與m的關(guān)系。

3.

實(shí)驗(yàn)步驟

1. 測(cè)量：

用天平測(cè)出小車的質(zhì)量m，小盤和砝碼的總質(zhì)量M,把數(shù)值記錄下來(lái)。

2. 安裝：

按照實(shí)驗(yàn)要求把器材安裝好，只是不把懸掛小盤的細(xì)線系在小車上。

3.平衡摩擦力：

把長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高一些，平衡摩擦力。

4. 操作：

①把細(xì)繩系在小車上并繞過(guò)滑輪懸掛小盤，先接通電源后放開(kāi)小車。打點(diǎn)完成后切斷電源，取下紙帶，在打點(diǎn)的紙帶上標(biāo)記紙帶的號(hào)碼。

②保持小車的質(zhì)量不變，在小盤 內(nèi)放入質(zhì)量為M'，M''，M'''...的砝碼，重復(fù)步驟4。M'，M''，M'''...的數(shù)值都要記錄在紙帶上（或表格內(nèi)）

③ 用縱坐標(biāo)表示加速度，橫坐標(biāo)表示力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果在坐標(biāo)平面上描出相應(yīng)的點(diǎn)，并畫出a-F的圖像。

④保持小盤及砝碼的質(zhì)量不變，在小車上依次增加砝碼（做好記錄），重復(fù)上述步驟4，用縱坐標(biāo)表示加速度a,橫坐標(biāo)表示小車和小車內(nèi)砝碼的總質(zhì)量的倒數(shù)，在坐標(biāo)平面上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果描出相應(yīng)的點(diǎn)，并畫出a-1/m的圖像。

4.

數(shù)據(jù)處理

（1）利用Δs＝aT2及逐差法求a。

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)的紙帶如圖

根據(jù)上面的結(jié)論

，可求得加速度

，取紙帶上測(cè)得的連續(xù)6個(gè)相同時(shí)間T內(nèi)的位移

，

則

所以

由此看出

各個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都得到了利用，有效地減小了偶然誤差，這種方法稱為逐差法。

（2）探究加速度與力的關(guān)系：以a為縱坐標(biāo)，F(xiàn)為橫坐標(biāo)，根據(jù)各組數(shù)據(jù)描點(diǎn)，如果這些點(diǎn)在一條過(guò)原點(diǎn)的直線上，說(shuō)明質(zhì)量一定時(shí)加速度與合力成正比

（3）以a為縱坐標(biāo)1/m為橫坐標(biāo)，描點(diǎn)、連線，如果該線過(guò)原點(diǎn)，就能判定a與m成反比。

5.

誤差分析

（1）因?qū)嶒?yàn)原理不完善引起的誤差：本實(shí)驗(yàn)用小盤和砝碼的總重力m′g代替小車的拉力，而實(shí)際上小車所受的拉力要小于小盤和砝碼的總重力。

（2）摩擦力平衡不準(zhǔn)確、質(zhì)量測(cè)量不準(zhǔn)確、計(jì)數(shù)點(diǎn)間距測(cè)量不準(zhǔn)確、紙帶和細(xì)繩不嚴(yán)格與木板平行都會(huì)引起誤差。

6.

注意事項(xiàng)

（1）平衡摩擦力：適當(dāng)墊高木板的右端，使小車重力沿斜面方向的分力正好平衡小車和紙帶受到的阻力。在平衡摩擦力時(shí)，不要把懸掛小盤的細(xì)繩系在小車上，即不要給小車加任何牽引力，讓小車?yán)螯c(diǎn)的紙帶勻速運(yùn)動(dòng)。

（2）整個(gè)實(shí)驗(yàn)平衡摩擦力后，不管是改變小車的質(zhì)量還是改變小盤和砝碼的總重量，都不需要重新平衡摩擦力。

（3）每條紙帶必須在滿足小車與車上所加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于小盤和砝碼的總質(zhì)量的條件打出。只有如此，小盤和砝碼的總重力才可視為小車受到的拉力。

（4）改變拉力和小車質(zhì)量后，每次開(kāi)始時(shí)小車應(yīng)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并應(yīng)先接通電源，后釋放小車，且應(yīng)在小車到達(dá)滑輪前按住小車。

（5）作圖時(shí)，要使盡可能多的點(diǎn)在所作直線上，不在直線上的點(diǎn)應(yīng)盡可能對(duì)稱分布在所作直線兩側(cè)。

（6）作圖時(shí)兩軸標(biāo)度比例要選擇適當(dāng)。采用國(guó)際制單位，這樣作圖時(shí)，坐標(biāo)點(diǎn)間距不至于過(guò)密，誤差會(huì)小一些。