1、http:/ 4 节 实验：用打点计时器测速度误差：测量值跟真实值之间的差异。可以减小误差，但不能消灭误差偶然误差：由偶然因素造成的误差。特点：多次重复同一测量，结果可能偏小也可能偏大。减小方法，多次测量取平均值系统误差：由仪器结构缺陷、实验方法不完善造成。测量结果一直偏大或偏小。绝对误差：测量值真实值。事实上真实值是无法知道的，这里的真实值可以看做多次测量的平均值。相对误差： 。在测量工具不改变的情况下，减小相对误差的一个方法就是将真实值变大。绝 对 误 差真 实 值有效数字：带有一位不可靠数字的近似数。数学上，从左边第一个不是 0 的算起。末尾的 0 不可以随便增减，因为最后一位代表是估读
2、的。大数要写成科学计数法，如 1.45*106，有 3 个有效数字。电磁打点计时器：交流 46V，频率 50Hz（与电源一致） ，两点间隔 0.02s电火花计时器：交流 220V，频率 50Hz（与电源一致） ，两点间隔 0.02s区别在于电火花计时器的阻力要小些。一、实验目的1练习使用电磁打点计时器或电火花计时器2学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况3利用 vt 图象分析实验数据，描述物体的运动二、实验原理1两种打点计时器当接通 50 Hz 的交流电时，都是每隔 0.02 s 打一次点2当纸带跟运动物体连在一起时，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体的位移，间隔数*0.02 即为运动时间，
3、根据平均速度的定义式 v ，即可计算速度。xt三、实验步骤1把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，并检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹在两条纸带之间2把计时器上的电源插头插在交流 220 V 电源插座上3接通开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就会打下一系列的点迹4取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出 n 个点，这些点划分出来的间隔数为(n1)由此计算出纸带从第一个点到第 n 个点的运动时间为 0.02(n1) s.5用刻度尺测量出第一个点到第 n 个点的距离 x，再利用公式 计算纸带通过这段位移时的平均速vxt度把测量和计算
4、的结果填入表中http:/ 7 个计数点，分别标上记号 A、B、C、D、E、F、G.用刻度尺测量每相邻两个点间的距离，分别记为 x1、x 2、x 3、x 4、x 5、x 6，记录到表中7根据表中对纸带数据的测量结果，运用学过的知识判断：物体在这段时间内的运动是匀速直线运动还是变速直线运动？说出判断的理由8将 B、C、D、E、F 作为测量点，分别测量包含这些点的一段位移 x，由于 t 很小，求出 t 内的平均速度，即等于各点的瞬时速度，记入表中四、注意事项1电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用 6 V 以下交流电源；电火花计时器使用 220 V 交流电源2使用打点计时器应先接通电源，待打点计
5、时器稳定时再用手拉纸带3手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集4打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源5. 注意估读五、实验数据处理1根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度根据 v ，求出任意两点间的平均速度，这里 x 可以用直尺测量出两点间的距离， t 为两点间的时间xt间隔数与 0.02 s 的乘积这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度2粗略计算瞬时速度某点 E 的瞬时速度可以粗略地由包含 E 点在内的两点间的平均速度来表示，如图 142 所示，v E DGv或 vE DF.v图 142说明：在粗略计算 E 点的瞬时速度时，可利用 v 公式来求解，但须注意的是，如果
6、取离 E 点越接近的两xt点来求平均速度，这个平均速度越接近 E 点的瞬时速度，但是距离过小会使测量误差增大， 应根据实际情况选取这两个点六、利用 vt 图象分析物体的运动1vt 图象的意义vt 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹V-t 图像只能描述直线运动，因为 v 只有正负两个方向。2匀速直线运动的 vt 图象(1)匀速直线运动的 vt 图象是与时间轴平行的直线，如图 144 所示，直线 a、b 分别表示 va4 m/s，v b8 m/s.http:/ vt 图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式 xvt，在vt 图象中就对应着边长分别为
7、 v 和 t 的一个矩形面积，如图 145 中画斜线的部分3.加速运动为向上倾斜的直线，减速运动为向下倾斜的直线典例精析：考点 1 用打点计时器测速度例：关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是( )A点迹均匀，说明纸带做匀速运动B点迹变稀，说明纸带做加速运动C点迹变密，说明纸带做加速运动D相邻两点间的时间间隔相等例：一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图 141 所示纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为 50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米图 141(1)计算 06 点之间的平
8、均速度；(2)打点计时器打第 4 个点时小车的瞬时速度接近多少？例*：若电源频率低于 50 Hz 时，如果仍按 50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小？考点 2 其他测速方法例：用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度如图 147 所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为 t10.29 s，通过第二个光电门的时间为 t20.11 s，已知遮光条的宽度为 3.0 cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电tOVtOVhttp:/ 147例*：如图所示，图 A 是在高速公路上用超
9、声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差测出被测物体的速度。图 B 中 P1、P2 是测速仪发出的超声波信号，N1、N2 分别是 P1、P2 由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2 之间的时间间隔为 1s ，超声波在空气中传播的速度是 340m/s。若汽车是匀速行驶的，则根据图 B 可知，汽车在接收到 N1、N2 两个信号的时间内前进的距离是（）m，汽车的速度是（） m/s考点 3 v-t 图线例：如图 149 所示为某物体的 vt 图象，试说明该物体的运动情况图 149例：在下列四个图象中，表示匀速直线运动的是( )例：某物体的
10、运动规律如图 144 所示，下列说法中正确的是( )图 144A物体在第 1 s 末运动方向发生变化B第 2 s 内、第 3 s 内的速度方向是相同的http:/ 2 s 内返回出发点，向反方向运动D在这 7 s 内物体的位置始终不会为负值例*：在图 146 所示的 vt 图中，A 、B 两质点同时从同一点在一条直线上开始运动，运动规律用A、B 两图线表示，下述叙述正确的是( )图 146At1 s 时，B 质点运动方向发生改变Bt2 s 时，A、B 两质点间距离一定等于 2 mCA、B 同时从静止出发，朝相反的方向运动D在 t4 s 时，A、B 相遇例*：如图 148 所示，甲、乙两图象分别是某个运动质点的 xt 图象和 vt 图象，试说明在两图象中的 OA、 AB、BC 、CD 、DE 各个阶段表示质点分别做什么运动？图 148
