实验：练习使用打点计时器测定加速度(精)课件.ppt

1、 1 1、打点计时器是一种计时的仪器，、打点计时器是一种计时的仪器，计时计时的同时还能记录物体的运动情况。的同时还能记录物体的运动情况。2 2、工作条件：、工作条件：电磁打点计时器：低压交流电（电磁打点计时器：低压交流电（4V6V4V6V）电火花打点计时器：电火花打点计时器：220V220V交流电交流电 3 3、周期：、周期：0.02s 0.02s 频率频率50Hz50Hz 判断物体的运动性质判断物体的运动性质 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量三、利用纸带可以测量物理量 1 1、直接测量：、直接测量：时间时间

2、t、位移、位移S 1 1、直接测量：时间、直接测量：时间t t、位移、位移S S注意：测量长度利用毫米刻度尺，读数时注意：测量长度利用毫米刻度尺，读数时必须读到必须读到0.1mm0.1mm位位 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量：三、利用纸带可以测量物理量：1 1、直接测量：、直接测量：t t、S S2 2、间接测量：、间接测量：v v、a a匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动 速度：速度：v=s/tv=s/t 哪些实验中物体做匀速直线运动？哪些实验中物体做匀速直线运动？研究匀变速直线运动研究

3、匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律 探究动能定理探究动能定理 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律验证动量守恒定律 速度：速度：v=s/tv=s/t 哪些实验中物体做匀速直线运动？哪些实验中物体做匀速直线运动？平衡摩擦力平衡摩擦力 探究动能定理探究动能定理1、某学习小组做探究、某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关合力的功和物体速度变化关系系”的实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用的实验，如图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的

4、功下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为记为W，当用，当用2条、条、3条条，完全相同的橡皮筋并，完全相同的橡皮筋并在一起进行第在一起进行第2次、第次、第3次次实验时，使每次实验实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车中橡皮筋伸长的长度都保持一致。每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。纸带纸带小车小车橡皮筋橡皮筋打点计时器打点计时器木板木板在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的为了测量小车获得的速度，应选用纸带的 部

5、分进行部分进行测量（根据下面所示的纸带回答）；测量（根据下面所示的纸带回答）；纸带纸带小车小车橡皮筋橡皮筋打点计时器打点计时器木板木板ABFGHICDEKGK 速度：速度：v=s/tv=s/t 哪些实验中物体做匀速直线运动？哪些实验中物体做匀速直线运动？平衡摩擦力平衡摩擦力 探究动能定理探究动能定理 研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律 探究动能定理探究动能定理 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律验证动量守恒定律2、某同学设计了一个用打点计时器研

6、究动量守恒定律、某同学设计了一个用打点计时器研究动量守恒定律的实验：在小车的实验：在小车A的前端粘有橡皮泥，推动小车的前端粘有橡皮泥，推动小车A使之使之做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车做匀速运动，然后与原来静止在前方的小车B相碰并黏相碰并黏合成一体，继续做匀速运动。他设计的具体装置如图合成一体，继续做匀速运动。他设计的具体装置如图（a）所示，在小车）所示，在小车A后连着纸带，电磁打点计时器电源后连着纸带，电磁打点计时器电源频率为频率为50HZ，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦，长木板右端下面垫放小木片用以平衡摩擦力。力。1）若已测得打点纸带如图所示，并测得各计数点间距）若已测得打点纸

7、带如图所示，并测得各计数点间距（已标在图示上）。（已标在图示上）。A为运动的起点，则应选为运动的起点，则应选 段来计段来计算算A碰前速度，应选碰前速度，应选 段来计算段来计算A和和B碰后的共同速度碰后的共同速度（以上两空选填（以上两空选填“AB”“BC”“CD”“DE”）。）。2）已测得小车）已测得小车A质量质量m1=0.40kg，小车，小车B质量质量m2=0.20kg，由以上测得结果可得：碰前总动量由以上测得结果可得：碰前总动量p0=kgm/s；碰；碰后总动量后总动量p=kgm/s。（保留三位有效数字）。（保留三位有效数字）BCDE0.4200.417 cm9.0810.509.086.95

8、 速度：速度：v=s/tv=s/t 哪些实验中物体做匀速直线运动？哪些实验中物体做匀速直线运动？平衡摩擦力平衡摩擦力 探究动能定理探究动能定理 验证动量守恒定律验证动量守恒定律2022121mvmvWt合vmmvmBAA)(0 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量：三、利用纸带可以测量物理量：1 1、直接测量：、直接测量：t t、S S2 2、间接测量：、间接测量：v v、a a匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动 速度速度v v：加速度加速度a a：计数点对应的瞬时速度计数点对应的瞬时速度v:v

9、:第一个计数点和最后一个计数点的第一个计数点和最后一个计数点的V:V:V VD D=？根据根据TvvSDc23CDvTSv32aTvvCDTSSvC232 利用打下的纸带计算加速度：利用打下的纸带计算加速度：2TSa2121TSSa2232TSSa2343TSSa2454TSSa2565TSSa2)(TnmSSanm21413TSSa22523TSSa23633TSSa23214563219)()(3TSSSSSSaaaaS SS S2165432155TSSaaaaaa2)3(TSSI2TSa记数点的选取记数点的选取每每n个点取一个计数点个点取一个计数点:T=nT每隔每隔n个点取一个计数点个

10、点取一个计数点:T=(n+1)T 计算时要注意：计算时要注意：1 1、单位、单位 1cm=101cm=10-2-2m m2 2、有效数字、有效数字3 3、分母、分母4 4、T T的大小的大小TSSvC2322TSa两相邻计数点间有四个点未画出两相邻计数点间有四个点未画出纸带12)1.02(sa 5.12 5.74 6.37 6.98 7.60 8.24 8.85 9.47(单位：单位：cm)2)04.04(sa 纸带22)(TnmSSanm纸带32)02.0(5sa 3 3、如图甲所示，是用包有白纸的质量为、如图甲所示，是用包有白纸的质量为1.00kg1.00kg的圆的圆柱棒替代纸带和重物，蘸

11、有颜料的毛笔固定在电动机柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）。设毛笔接圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）。设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离依次为26.0 mm26.0 mm、50.0 mm50.0 mm、74.0mm74.0mm、98.0 mm98.0 mm、122.0 mm122.0 mm、146.0

12、mm146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律已知电动机，由此可验证机械能守恒定律已知电动机铭牌上标有铭牌上标有“1200 r1200 rmin”min”字样字样7 6 5 4 3 2 1毛笔画相邻两条线的时间间隔毛笔画相邻两条线的时间间隔T T=s s0.05 速度：速度：加速度：加速度：物体做匀加速直线运动的实验有：物体做匀加速直线运动的实验有：研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律 探究动能定理探究动能定理 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律

13、验证动量守恒定律 速度速度v v 加速度加速度a a 物体做匀加速直线运动的实验有：物体做匀加速直线运动的实验有：研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 验证牛顿第二定律验证牛顿第二定律 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律2TSamaF合221mvmgh 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量：三、利用纸带可以测量物理量：1 1、直接测量：、直接测量：t t、S S2 2、间接测量：、间接测量：v v、a a 四、利用四、利用t t、S S、v v、a a，求解其他物理量或验，求解其他物理量或验证物理定律证物理定律

14、匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动 研究匀变速直线运动研究匀变速直线运动 探究弹力和弹簧伸长的关系探究弹力和弹簧伸长的关系 验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则 验证牛顿运动定律验证牛顿运动定律 探究动能定理探究动能定理 验证机械能守恒定律验证机械能守恒定律 验证动量守恒定律验证动量守恒定律2TSamaF合2022121mvmvWt合221mvmgh vmmvmBAA)(0 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量：三、利用纸带可以测量物理量：1 1、直接测量：、直接测量：t t、S S2

15、2、间接测量：、间接测量：v v、a a 四、利用四、利用t t、S S、v v、a a，求解其他物理量或验，求解其他物理量或验证物理定律证物理定律匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动4 4、某研究小组为测量一个遥控电动小车的额定功率、某研究小组为测量一个遥控电动小车的额定功率,进行进行了如下实验了如下实验:用天平测出电动小车的质量为用天平测出电动小车的质量为0.4kg0.4kg；将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；将电动小车、纸带和打点计时器按如图所示安装；接通打点计时器（其打点周期为接通打点计时器（其打点周期为0.02s0.02s）；）；使电动小车以额定功率加速运动

16、使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段达到最大速度一段时间后关闭小车电源时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器待小车静止时再关闭打点计时器（设小车在整个过程中小车与纸带所受的阻力恒（设小车在整个过程中小车与纸带所受的阻力恒定）在上述过程中定）在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图所示（已知纸带左端与小车相连）点迹如图所示（已知纸带左端与小车相连）请分析纸带数据，回答下列问题：请分析纸带数据，回答下列问题：（计算结果均保留三（计算结果均保留三位有效数字）位有效数字）（1 1）电动小车运动的最大速度为）电动小车运动的最大速度为 m/sm/s

17、 （2 2）电动小车关闭电源后加速度大小为）电动小车关闭电源后加速度大小为 m/sm/s2 2 （3 3）电动小车的额定功率为）电动小车的额定功率为 W W 2.002.502.00 一、打点计时器一、打点计时器 二、利用纸带判断物体的运动性质二、利用纸带判断物体的运动性质 三、利用纸带可以测量物理量：三、利用纸带可以测量物理量：1 1、直接测量：、直接测量：t t、S S2 2、间接测量：、间接测量：v v、a a 四、利用四、利用t t、S S、v v、a a，求解其他物理量或验，求解其他物理量或验证物理定律证物理定律匀速直线运动匀速直线运动匀变速直线运动匀变速直线运动（0707广东）广东

18、）1414（8 8分）如图分）如图1111（a a）所示，小车放在）所示，小车放在斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜斜面上，车前端栓有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止点计时器，释放重物，小车在重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上开始沿斜面向

19、上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz50Hz。图图1111（b b）中）中a a、b b、c c是小车运动纸带上的三段，纸带是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。运动方向如箭头所示。（1 1）根据所提供纸带上的数据，计算打）根据所提供纸带上的数据，计算打c c段纸带时段纸带时小车的加速度大小为小车的加速度大小为_m/s_m/s2 2。（结果保留。（结果保留两位有效数字）两位有效数字）（2 2）打）打a a段纸带时，小车的加速度是段纸带时，小车的加速度是2.5 m/s2.5 m/s2 2。请。请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在出现在b b段纸带中的段纸带中的_。（3 3）如果取重力加速度）如果取重力加速度10m/s10m/s2 2，由纸带数据可推，由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为算出重物与小车的质量比为_。1:15.0D4D5区间内区间内