浙江省高三物理復(fù)習(xí) 第14章 第2講 與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課件

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1、對(duì)任何一個(gè)實(shí)驗(yàn)而言，實(shí)驗(yàn)原理始終是最重要的，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器有所了解之后，再來(lái)學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，可以更加突出實(shí)驗(yàn)原理的重要性.從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中可以直接測(cè)量的物理量是位移和時(shí)間，而間接測(cè)量的物理量是瞬時(shí)速度和加速度 . 利用紙帶利用紙帶，逐差法 .12nnmxxvT ，2xaT 如果純粹從測(cè)速度這一點(diǎn)來(lái)看，光電門也不失為一種不錯(cuò)的選擇.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)和探究功與物體速度變化的關(guān)系以及驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律這三個(gè)實(shí)驗(yàn)都用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.都需要測(cè)量速度.一、研究勻速直線運(yùn)動(dòng)尺例1、(2009廣東理科基礎(chǔ))“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，使用電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所用交流電的頻率為50Hz)，得到如圖所示的紙帶.圖中

2、的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出來(lái)，下列表述正確的是( )圖1421解析：在“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源再放開紙帶，A錯(cuò).A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B.(x6-x1)等于(x2-x1)的6倍C.從紙帶可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率D.相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s26121“”()()()5240.1MNACBAxxMN atxxxxBxBACvtsDC在 研究速直的中，先接通源再放，根據(jù)相等的隔通的位移之差恒量有，可知等于的 倍，根據(jù)與 的中刻有 ，；由于相的之有有解析：出，所以隔，勻變線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)電開紙帶錯(cuò)時(shí)間間內(nèi)過(guò)為錯(cuò)點(diǎn)為間時(shí)點(diǎn)鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還

3、個(gè)點(diǎn)沒(méi)畫時(shí)間間對(duì)為錯(cuò)變式訓(xùn)練1、(2009上海卷)小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)物體瞬時(shí)速度的實(shí)驗(yàn)，其裝置如圖所示.在小車上固定擋光片，使擋光片的前端與車頭齊平、將光電門傳感器固定在軌道側(cè)面，墊高軌道的一端.小明同學(xué)將小車從該端同一位置由靜止釋放，獲得了如下幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).圖1422實(shí)驗(yàn)次數(shù)不同的擋光片通過(guò)光電門的時(shí)間(s)速度(m/s)第一次0.230440.347第二次0.174640.344第三次0.116620.343第四次0.058500.342則以下表述正確的是()A四個(gè)擋光片中，擋光片的寬度最小B四個(gè)擋光片中，擋光片的寬度最小C四次實(shí)驗(yàn)中，第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的速

4、度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度D四次實(shí)驗(yàn)中，第四次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的速度最接近小車車頭到達(dá)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度解析：通過(guò)光電門的時(shí)間越短，擋光片的寬度越小，就越接近于瞬時(shí)速度 故答案為BD.變式訓(xùn)練3、一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處，一小車拖著穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下，如圖1423甲所示，圖乙是打出的紙帶的一段圖1423(1)已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50Hz，利用圖乙給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度a_.(2)為了求出小車在下滑過(guò)程中所受的阻力，還需要測(cè)量的物理量有_，用測(cè)得的量及加速度a表示阻力的計(jì)算式為f_. 6172839412342222123461728322294678

5、9123422T0.04,5555(44555()()5208.338.959.11sxxxxxxxxaaaaTTTTaaaaxxxxxxaTTTxxxxxxxxxxTT1利用逐差法求小的加速度由可知，任意相的隔 ，由逐差法可解析：得車紙帶兩鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間則 222610.265.125.756.417.05200.0=3.87/410/mm ss(2)為了求出小車下滑過(guò)程中所受到的阻力，還需要測(cè)量小車的質(zhì)量m，斜面上任意兩點(diǎn)間距離l和這兩點(diǎn)間的高度差h.小車的受力情況如圖所示.根據(jù)牛頓第二定律，mgsin-f=ma,而sin=hl所以，f=mghl-ma.二、探究功與物體速度變化的關(guān)系例2

6、、(2010浙江杭州)如圖1424所示，在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是()圖1424解析：為了使橡皮筋所做的功等于合外力所做的功，因而要用重力沿斜面的分力來(lái)平衡摩擦力，因而要把長(zhǎng)木板適當(dāng)傾斜，A錯(cuò)誤小車在橡皮筋作用下不可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橄鹌そ畹睦κ且粋€(gè)變力，C錯(cuò)誤BD正確A為減小實(shí)驗(yàn)誤差，長(zhǎng)木板應(yīng)水平放置B通過(guò)增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對(duì)小車做的功成整數(shù)倍增加C小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)橡皮筋恢復(fù)原長(zhǎng)后小車做勻速運(yùn)動(dòng)D應(yīng)選擇紙帶上點(diǎn)距均勻的一段計(jì)算小車的速度變式訓(xùn)練3、某實(shí)驗(yàn)小組采用圖所示的裝置探究“功與物體速度變化的關(guān)系”，圖中小車中可

7、放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作頻率為50Hz.圖1425(1)實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，_，_，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，_；改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)的操作(2)圖1426是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到O的距離x及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置圖1426測(cè)量點(diǎn)x/cmv/(ms1)O0.0

8、00.35A1.510.40B3.200.45C_D7.150.54E9.410.60(3)在(2)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng)，_做正功，_做負(fù)功(4)實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖1427中的圖線(其中v2v2v)，根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是_要驗(yàn)證“功與物體速度變化的關(guān)系”還需要測(cè)量的物理量是摩擦力和_解析：(1)接通電源；釋放小車；斷開開關(guān)(2) 5.06；0.49(3)鉤砝的重力；小車受摩擦阻力(4)小車初末速度的平方差與位移成正比；小車的質(zhì)量三、驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律例3、(重慶市2009年直屬重點(diǎn)中學(xué)第2次聯(lián)考)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的交流電的

9、頻率為50Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭9.80m/s2，測(cè)得所用的重物的質(zhì)量為1.00kg，實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖1428所示把第一個(gè)點(diǎn)記做O，另選連續(xù)的四個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測(cè)量的點(diǎn)圖1428經(jīng)測(cè)量知道A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99cm、70.14cm、77.76cm、85.37cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可知 重 物 由 O 點(diǎn) 運(yùn) 動(dòng) 到 C 點(diǎn) ， 重 力 勢(shì) 能 的 減 少 量 等 于_J；動(dòng)能的增加量為_J(取三位有效數(shù)字)pcDBkCBCCDDBCEmgh.JhhEmvm().J.txxhhvtt.J 227 62117 24222227 62 7 24解析：

10、答J,案是變式訓(xùn)練4、如圖1429所示，兩個(gè)質(zhì)量各為m1和m2的小物塊A和B，分別系在一條跨過(guò)定滑輪的軟繩兩端，已知m1m2，現(xiàn)要利用此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律(1)若選定物塊A從靜止開始下落的過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量，則需要測(cè)量的物理量有_圖1429物塊的質(zhì)量m1、m2；物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間；物塊B下落的距離及下落這段距離所用的時(shí)間；繩子的長(zhǎng)度(2)為提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，某小組同學(xué)對(duì)此實(shí)驗(yàn)提出以下建議：繩的質(zhì)量要輕；在“輕質(zhì)繩”的前提下，繩子越長(zhǎng)越好；盡量保證物塊只沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，不要搖晃；兩個(gè)物塊的質(zhì)量之差要盡可能小以 上 建 議 中 確 實(shí) 對(duì) 提 高 準(zhǔn) 確 程 度 有 作

11、 用 的 是_(3)寫出一條上面沒(méi)有提到的對(duì)提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的提議：_.解析：(1)通過(guò)連結(jié)在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)能變化是否相等，A、B連結(jié)在一起，A下降的距離一定等于B上升的距離；A、B的速度大小總是相等的，故不需要測(cè)量繩子的長(zhǎng)度，A下降、B上升的距離及時(shí)間只需測(cè)一個(gè)(2)如果繩子質(zhì)量不能忽略，則A、B組成的系統(tǒng)勢(shì)能將有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動(dòng)能，從而為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律帶來(lái)誤差；若物塊搖擺，則兩物體的速度有差別，為計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)能帶來(lái)誤差；繩子長(zhǎng)度和兩個(gè)物塊質(zhì)量差應(yīng)適當(dāng) (3)多次取平均值可減少測(cè)量誤差，繩子伸長(zhǎng)量盡量小，可增加測(cè)量的高度的準(zhǔn)確度答案：(1)或(2)(3)例如：“對(duì)同一高度進(jìn)行多次測(cè)量取平均值”，“選取受力后相對(duì)伸長(zhǎng)盡量小的繩子”等等