《實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)紙帶的平均速率和瞬時(shí)速率》運(yùn)動(dòng)的描述PPT
第一部份內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?span style="display:none">NHb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方式。
2．學(xué)會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器檢測(cè)物體的速率。
3．能借助vt圖象剖析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描述物體的運(yùn)動(dòng)。
實(shí)驗(yàn)原理
1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的對(duì)比
2．檢測(cè)平均速率：按照v＝ΔxΔt可求出任意兩點(diǎn)間的平均速率，Δx是紙帶上兩點(diǎn)間的位移，借助刻度尺檢測(cè)，Δt是這兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔。
3．檢測(cè)瞬時(shí)速率：運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置(比如紙帶上某點(diǎn))的瞬時(shí)速率可以簡(jiǎn)略地由包含該點(diǎn)在內(nèi)的相距較近的兩點(diǎn)間的平均速率來(lái)表示。
實(shí)驗(yàn)器材
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器?或電火花計(jì)時(shí)器?、低壓交流電源?電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源、復(fù)寫(xiě)紙?或碳粉紙盤(pán)?、導(dǎo)線若干、刻度尺、紙帶、坐標(biāo)紙。
實(shí)驗(yàn)步驟
1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)測(cè)量平均速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論，之后把它固定在椅子上。
2．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與6V的低壓交流電源的接線柱相聯(lián)接，讓紙帶穿過(guò)兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙的下邊(或把電火花計(jì)時(shí)器與220V交流電源聯(lián)接，把紙帶穿好，壓在硒鼓紙盤(pán)下邊)。
3．接通電源開(kāi)關(guān)，用手水平地帶動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨即立刻關(guān)掉電源。
4．重復(fù)步驟(2)、(3)，獲得3～5條紙帶。
5．選擇一條點(diǎn)跡清晰以便剖析的紙帶，往前數(shù)n個(gè)點(diǎn)，n個(gè)點(diǎn)之間的間隔數(shù)為n－1，紙帶從打第1個(gè)點(diǎn)到打第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝0.02(n－1)s。
6．用刻度尺檢測(cè)出第1個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)間的位移Δx。
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實(shí)驗(yàn)檢測(cè)紙帶的平均速率和瞬時(shí)速率PPT，第二部份內(nèi)容：數(shù)據(jù)處理
1．檢測(cè)紙帶的平均速率
從打第1個(gè)點(diǎn)到打第n個(gè)點(diǎn)，紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為Δt＝0.02(n－1)s，紙帶的位移為Δx，紙帶的平均速率v＝ΔxΔt。把檢測(cè)和估算的結(jié)果填入表中。
2．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器檢測(cè)瞬時(shí)速率
(1)選定一條點(diǎn)跡清晰以便剖析的紙帶。
(2)從才能認(rèn)清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)測(cè)量平均速度實(shí)驗(yàn)報(bào)告結(jié)論，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5×0.02s＝0.1s。在紙帶上用O、A、B、C、D、…標(biāo)出那些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示。
用刻度尺依次測(cè)出OA、OB、OC、OD、…的距離是s1、s2、s3、s4、…，再借助x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2、x4＝s4－s3、…確定出OA、AB、BC、CD、…之間的位移x1、x2、x3、x4、…
(3)運(yùn)動(dòng)物體在A、B、C、D、…各點(diǎn)的瞬時(shí)速率分別為vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T、vD＝x4＋x52T、…
3．用vt圖象描述物體的速率
(1)以速率v為橫軸，時(shí)間t為縱軸構(gòu)建直角座標(biāo)系。
(2)依據(jù)不同時(shí)刻的瞬時(shí)速率值，在座標(biāo)系中描點(diǎn)。
(3)用平滑曲線把這種點(diǎn)聯(lián)接上去，即得到v?Mt圖象，如圖所示。
偏差剖析
1．借助平均速率來(lái)取代運(yùn)動(dòng)物體在某計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速率會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)偏差。為減少偏差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來(lái)求平均速率。
2．分段檢測(cè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移會(huì)帶來(lái)偏差。減少此偏差的方式是一次檢測(cè)完成，即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別估算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移。
3．畫(huà)圖時(shí)，描點(diǎn)、連線存在碰巧偏差，為減少偏差，應(yīng)選定合適的座標(biāo)單位，借助座標(biāo)紙畫(huà)圖。
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實(shí)驗(yàn)檢測(cè)紙帶的平均速率和瞬時(shí)速率PPT，第三部份內(nèi)容：學(xué)習(xí)考點(diǎn)
考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)原理與操作
[典例1]研究“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)：
(1)[多選]實(shí)驗(yàn)中，除電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(含紙帶、復(fù)寫(xiě)紙)、小車、一端帶定滑輪的長(zhǎng)木板、導(dǎo)線及開(kāi)關(guān)外，在下邊的儀器和器材中，必須使用的有。(填選項(xiàng)代號(hào))
A．電流合適的50Hz低壓交流電源
B．電流可調(diào)的直流電源
C．刻度尺
D．秒表
E．天平
(2)[多選]對(duì)于減少實(shí)驗(yàn)偏差來(lái)說(shuō)，下述采取的方式中正確的有。
A．選定合適的n個(gè)點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)
B．使貨車運(yùn)動(dòng)得盡量慢些
C．舍棄紙帶上密集的點(diǎn)，只借助點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠葸M(jìn)行檢測(cè)、計(jì)算
D．選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)
E．實(shí)驗(yàn)時(shí)盡量讓貨車遠(yuǎn)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放貨車后再接通電源
考點(diǎn)二數(shù)據(jù)處理和偏差剖析
[典例2]如圖所示是一條借助頻度為50Hz的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，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)計(jì)時(shí)點(diǎn)未畫(huà)出，測(cè)得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0點(diǎn)的距離已在圖上標(biāo)出，求各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速率并畫(huà)出vt圖象。
[解析]1點(diǎn)是0和2間時(shí)間的中間時(shí)刻，求出0和2間的平均速率即可覺(jué)得是1點(diǎn)的瞬時(shí)速率，同理2、3、4、5點(diǎn)的瞬時(shí)速率也可求出。0和6兩個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速率不便求出，之后畫(huà)出圖線，注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝0.1s。各段時(shí)間的平均速率作為中間時(shí)刻的瞬時(shí)速率分別為：v1＝0.195m/s；v2＝0.40m/s；v3＝0.61m/s；v4＝0.69m/s；v5＝0.70m/s，再以O(shè)點(diǎn)為座標(biāo)原點(diǎn)構(gòu)建直角座標(biāo)系，橫座標(biāo)表示時(shí)間，縱座標(biāo)表示速率，在直角座標(biāo)系中描點(diǎn)，之后連線得到v?Mt圖象如圖所示。
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