中學(xué)物理 實(shí)驗(yàn)

1、中學(xué)物理 實(shí)驗(yàn)第1頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理2、掌握電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶處理方法3、用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?、了解和分析系統(tǒng)誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響第2頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日三實(shí)驗(yàn)原理電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器第3頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造振片振針接線柱線圈永久磁鐵限位孔紙帶定位軸復(fù)寫(xiě)紙第4頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日2022/8/294第5頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日三實(shí)驗(yàn)原理1、電磁

2、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 （1）原理 （2）構(gòu)造 （3）工作電壓：10V以下直流？交流？第6頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日三實(shí)驗(yàn)原理2、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(pán)放電 （3）工作電壓：220V尖端放電第7頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日一、重點(diǎn)難點(diǎn)剖析：1.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及原理：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是使用低壓交流電源的一種計(jì)時(shí)儀器。電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的線圈中通過(guò)交流電時(shí)，線圈中的振動(dòng)片才能振動(dòng)。所用電壓通常為46V。振動(dòng)片的振動(dòng)周期與交流電的周期相同。目前我們所使用的交流電的周期均為0.02s。因此

3、，振動(dòng)片的振動(dòng)周期亦為0.02s，紙帶上每隔0.02s打下一個(gè)點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶打出小孔而顯示s點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)器,使用220V交流電壓,當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它每0.02s在紙帶上打下一孔。第8頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器注意事項(xiàng)：應(yīng)先接通電源打點(diǎn)，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后再讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)。每打完一張紙帶,應(yīng)及時(shí)關(guān)掉電源；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)應(yīng)點(diǎn)跡清晰，若點(diǎn)跡不清或打出短橫線，應(yīng)調(diào)整振針的長(zhǎng)度及它與復(fù)寫(xiě)紙的距離高度；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；使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條紙帶正確穿好，墨粉紙盤(pán)應(yīng)夾在兩紙帶之間；使用

4、電磁打電計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)讓紙帶通過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。(3)紙帶的測(cè)量。應(yīng)選取條理想的紙帶，是指紙帶上的點(diǎn)跡清晰。適當(dāng)舍棄打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打點(diǎn)密集部分，適當(dāng)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)(計(jì)數(shù)點(diǎn)與計(jì)時(shí)點(diǎn)有區(qū)別)，弄清楚所選的時(shí)間間隔了等于多少秒。第9頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用 （1）測(cè)時(shí)間 (電源頻率50Hz，每隔_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)思考：與頻閃照相相比，最大的缺點(diǎn)_第10頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的只帶處理方法1.構(gòu)造2.使用二.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究

5、勻變速直線運(yùn)動(dòng),紙帶如圖所示。第11頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的計(jì)算公式(1)加速度的計(jì)算公式(2)中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度計(jì)算公式第12頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日打點(diǎn)計(jì)時(shí)器紙帶分析S6S5S4S3S2S1S=aT2 逐差法求加速度S4 - S1 = S4 S3 + S3 S2 + S2 - S1 = 3a1T2S5 - S2 = 3a2T2S6 - S3 = 3a3T2a= (a1+a2+a3) 3=(S4+S5+S6 )- (S1+S2+S3 ) (3T)2逐差法的實(shí)質(zhì)是將紙帶分為兩大段處理。第13頁(yè)，共32頁(yè)

6、，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日第14頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日實(shí)驗(yàn)器材 1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及紙帶； 2、復(fù)寫(xiě)紙片； 3、兩根導(dǎo)線； 4、低壓電源； 5、毫米刻度尺。實(shí)驗(yàn)步驟 1、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限 位孔，把復(fù)寫(xiě)紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面，振針位于復(fù)寫(xiě)紙片的上方。 2、把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱分別用導(dǎo)線接到46V低壓交流電源的兩個(gè)接線柱上。第15頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日2022/8/29153、打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，用手水平地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點(diǎn)。4、取下紙帶，從能看清楚的點(diǎn)數(shù)起，紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)

7、？如果共有六個(gè)點(diǎn)，那么連續(xù)相鄰兩點(diǎn)的間隔數(shù)為5個(gè)。用0.025就可以計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到第6個(gè)點(diǎn)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間 t = 0.1s。5、用毫米刻度尺量出紙帶上第1個(gè)點(diǎn)到第6個(gè)點(diǎn)之間的距離 s (m)。6、利用公式v = s/t 計(jì)算出紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速。把測(cè)量的結(jié)果記入表1。7、如果連續(xù)相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5,見(jiàn)圖21。用毫米刻度尺量出 第16頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日2022/8/2916 s1、s2、s3、s4、s5的長(zhǎng)度，把測(cè)量結(jié)果填入表2。運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)判斷物體在這段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)。 ABCDEF

8、s1 s2s3s4 s5 圖21第17頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日2022/8/2917ABCs1s2s3O利用紙帶可以求被測(cè)物體在任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的瞬時(shí)速度v：如測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度紙帶處理。從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器重復(fù)打下的多條紙帶中選點(diǎn)跡清楚的一條，舍掉開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡，從便于測(cè)量的地方取一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)O，然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、，這樣做的好處是相鄰記數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.1s，便于計(jì)算。測(cè)出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離s1、s2、s3 利用s1、s2、s3 可以計(jì)算相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移差s2-s1、s3- s2、s4- s3，如果它們?cè)谠试S的誤差范圍內(nèi)相等，則可以

9、判定被測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。第18頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6Tv/(ms-1)利用紙帶求被測(cè)物體的加速度a。具體來(lái)說(shuō)又有3種方法： “逐差法”：從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則 利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求a：如 利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度，畫(huà)出如右的v-t圖線，圖線的斜率就是加速度a。第19頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日例1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_（填“高”或“低”）壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器；若電源的頻率為50z，實(shí)驗(yàn)者在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，將每隔4個(gè)

10、計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)為_(kāi)；如果在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，實(shí)驗(yàn)者如不知道工作電壓的頻率變?yōu)樾∮?0z，這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比是_（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。低, 0.08, 偏大（頻率變小，則周期變大，由可知a變小，若仍然按T不變計(jì)算，顯然計(jì)算出的加速度值比真實(shí)值偏大）。第20頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日練習(xí)1 在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如測(cè)得各連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移之差不是一個(gè)恒量，其主要原因是 A長(zhǎng)度測(cè)量不精確B打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的間隔不均勻C運(yùn)動(dòng)中受到變化的摩擦力作用D木板未調(diào)成水平C 第21頁(yè)，共32頁(yè)

11、，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日例2. 如圖所示的部分紙帶記錄了“測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度”實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)小車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的情況，已知小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a=1.00m/s2，A與B、B與C、C與D之間的時(shí)間間隔相同，AB11.0cm，BC=15.0cm，CD19.0cm，則A與B之間的時(shí)間間隔為T(mén)= s，當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度是vc= m/s所以T=0.2s,即: =0.2ss. m/s=0.85m/s.第22頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日練習(xí)2 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出下落物體帶動(dòng)的紙帶如圖電源的頻率為50Hz，從紙帶上連續(xù)取出A、B、C、D、E、F六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用

12、米尺測(cè)出A、B兩點(diǎn)間距離S1=4.08cm，E、F兩點(diǎn)間距離S2=5.64cm，試寫(xiě)出用S1、S2和相鄰兩點(diǎn)間時(shí)間間隔T計(jì)算重力加速度的公式g=_，代入數(shù)據(jù)求出g=_ 第23頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日練習(xí)3 圖是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中缺少的一個(gè)重要部件是_，此實(shí)驗(yàn)中若發(fā)現(xiàn)打點(diǎn)的痕跡很輕但工作電壓正常時(shí)，可能采取的措施（按操作的難易程度按先易后難進(jìn)行填寫(xiě)）是_永久磁鐵；調(diào)整振針長(zhǎng)度或更換復(fù)寫(xiě)紙；或調(diào)整振針的固有頻率使之與50Hz交變電流產(chǎn)生的策動(dòng)力共振第24頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日例3.在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到

13、一條用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶如圖所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F、G等7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，圖中沒(méi)有畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接周期為T(mén)=0.02s的交流電源他經(jīng)過(guò)測(cè)量并計(jì)算得到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B、C、D、E、F各點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度如下表： （1）計(jì)算vF的公式為vF=；（2）根據(jù)(1）中得到的數(shù)據(jù)，以A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0，試在圖中所給的坐標(biāo)系中，作出vt圖象，并求物體的加速度a=m/s2；（3）如果當(dāng)時(shí)電網(wǎng)中交變電流的頻率是f=51Hz，而做實(shí)驗(yàn)的同學(xué)并不知道，那么加速度的測(cè)量值與實(shí)際值相比（選填：偏大、偏小或不變）a=0.4250.005m/s2偏小第25頁(yè)，共32頁(yè)，20

14、22年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日練習(xí)4. 某次研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出小車(chē)帶動(dòng)的紙帶如圖，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別用S1、S2、S3、S4、S5、S6 表示，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔用T表示，則如下計(jì)算小車(chē)加速度大小的式子中正確的是 A(S6-S1)/(5T2)B(S3+S4-S1-S2)/(2T2)C(S5-S2)/(3T2)D(S4+S5+S6-S1-S2-S3)/(3T2)AC 第26頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日例4利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻加速直線運(yùn)動(dòng)的小車(chē)的加速度，如圖給出了該次實(shí)驗(yàn)中從0點(diǎn)開(kāi)始，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、

15、5、6都為記數(shù)點(diǎn)測(cè)得：s1140 cm，s2190 cm，s3238 cm，s4288 cm，s5339cm，s6387 cm。1)在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)1、2、3、4、5時(shí)，小車(chē)的速度分別為：v1 cms，v2 cms，v3 cms，v 4 cms，v5 cms。作出v-t圖象，并由圖象求出小車(chē)的加速度a cms2。(2) 利用逐差法求出a cms2第27頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日練習(xí)5.在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度的實(shí)驗(yàn)中，(1)測(cè)量原理根據(jù)的公式是a=_(2)實(shí)驗(yàn)中要用到的器材和測(cè)量?jī)x器有 A小車(chē)B一端帶滑輪的木板C打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D低壓交流電源E小鉤碼F秒表

16、G刻度尺H紙帶I細(xì)繩A、B、C、D、E、G、H、I 第28頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日3)某學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中操作有如下步驟，試按合理的順序把步驟序號(hào)填在下面的線上：_A把穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶固定在小車(chē)后面；B把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒(méi)有滑輪的一端，并與電源相連接；C換上新紙帶，重作兩次實(shí)驗(yàn)；D把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌邊；E先讓小車(chē)停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源，放開(kāi)小車(chē)；F把一條跨過(guò)滑輪的細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端吊一鉤碼；G斷開(kāi)電源，取下紙帶；H求出三次測(cè)量加速度的平均值，作為測(cè)量的最后結(jié)果D、B、A、F、E、G、C、H 第29頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月

17、20日，4點(diǎn)9分，星期日 例5.為了測(cè)定汽車(chē)在平直公路上啟動(dòng)時(shí)的加速度，某人拍攝了一張?jiān)谕粡埖灼隙啻伪獾恼掌?，如圖示，如果拍攝時(shí)每隔2秒爆光一次，汽車(chē)車(chē)身總長(zhǎng)4.5米，那么這輛汽車(chē)的加速度約為 A. 1 m/s2 B. 2 m/s2 C. 3 m/s2 D. 4 m/s2 0 5 10 15 20 25第30頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日0 5 10 15 20 25解：車(chē)身長(zhǎng)4.5米，占標(biāo)尺上3小格，每小格是1.5米，由圖讀出第一、第二次閃光 汽車(chē)相距S1=1.58=12米，第二、第三次閃光汽車(chē)相距S2=1.513.8 = 20.7米由S= a T2得 a = （20.7 12）/ 4 = 2.2 m/s2 答： B第31頁(yè)，共32頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)9分，星期日 例6.利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究一個(gè)約1.4m高的商店卷簾窗的運(yùn)動(dòng)，將紙帶粘在卷簾底部，紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器隨簾在豎直面內(nèi)向上運(yùn)動(dòng).打印后的紙帶如圖所示，數(shù)據(jù)如表格所示.紙帶中AB、BC、CD每?jī)牲c(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.10s，根據(jù)各間距的長(zhǎng)度，可計(jì)算出卷簾窗在各間距內(nèi)的平均速度v平均.可以