浙江省高中物理会考实验总结

实验一:用打点计时器测速度

一电磁打点计时器

1．振片2。线圈3。永久磁铁4。振针5。纸带6。限位孔7。复写纸

电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz 时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.

通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.

二电火花打点计时器

电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.

三练习使用打点计时器

使用打点计时器：

1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子

上。

2．把纸带装好。

3． 启动电源用手拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后关闭电源。

4． 取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，这些点划分出来的间隔数

是多少？由此计算出纸带从第一个点到第N 个点的运动时间。

5． 用刻度尺测量出第一个点至第N 个点的距离。

6． 计算纸带上的平均速度。

图1.4-4 这是按实际大小画出的一条纸带,在打出D 、G 这两个点的时间间隔中,纸带的平均速度是多少?

四 用打点计时器测量瞬时速度

思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取

的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.

如图（书21页1.4-5图）:要计算E 点的瞬时速度可以用D---E 的平均速度来替代,也可以用E —F 的平均速度来替代,还可以用D —F 的平均速度来替代.这三种方法中D —F 包含E 点切比较靠近E 点,所以用D —F 的平均速度来替代E 点的瞬时速度是最精确的!

(1)求平均速度

利用公式t

x v ??=

计算出纸带在这段时间内的平均速度，把测量和计算的结果填入 表1中

表1

点数 n 点间隔数n-1 运动时间t/s 位移x ?/m 平均速度 m v /?1-s

可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本21页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.

五 用图象表示速度

总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,

根据表2中各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出

的图象称为速度---时间图象(v---t 图象),简称速度图象.

学生实际操作:

思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.

在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢?

学生讨论:

总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.

小结：

电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录

物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t图象:

表示做运动的物体的速度随时间变化的规律

五、例题讲解

1. 运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明( )

A 运动物体在一段时间内的位移

B 运动物体在一段时间内的运动快慢

C 运动物体在某时刻的位置

D 运动物体的运动性质

2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是( )

A 点子密集的地方物体的运动速度比较大

B 点子密集的地方物体的运动速度比较小

C 点子不均匀说明物体在做变速运动

D 点子不均匀说明打点计时器有故障

3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时( )

A 应通过测量纸带表示的运动的全程来判断

B 必须通过计算任意两点间的平均速度来判断

C 必须通过计算全程的平均速度来计算

D可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断

参考答案

1.ABCD

2.BC

3.D

使用打点计时器：

7．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上。

8．把纸带装好。

9．启动电源用手拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后关闭电源。

10．取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，这些点划分出来的间隔数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第N个点的运动时间。

11．用刻度尺测量出第一个点至第N个点的距离。

12．计算纸带上的平均速度。

注意事项

1，会安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸圆片下穿过。

2，开启电源，打点计时器工作，待1S~2S再拖动纸带打出点子。观察点迹是否清晰，打完点后，立即关闭电源。

3，在纸带上打不出点或点迹过暗是，纠正的对策大致有三种：电源电压较低情况下，可适当提高；调整复写纸的位置或是更换复写纸；调整打点计时器。

4，打点计时器的调整。

实验二：探究小车速度随时间变化的规律

一、研究匀变速直线运动

1．实验目的：

①进一步熟悉怎样使用打点计时器。

②测定匀变速直线运动的加速度。

2．实验原理

①理解和推得△S=aT2

②用逐差法求加速度：设物体做匀变速直线运动，加速度是a，在各个连续相等时间T内的位移分别是S1、S2、S3……，则有S2- S1= S3-S2=…=S n-S n-1=△S=aT2，由上式可以得到：S4- S1= S5-S2= S6- S3 =3aT2，所以，测出各段位移s l、s2、s3……用逐差法求出a1 =（S4- S1）/3T2，a2=（S5-S2）/3aT2，a3=（S6- S3）/3aT2。再由a l、a2、a3算出平均值a，就是所要测的加速度。

③v-t图象法求加速度

3．注意事项

(1)钩码的质量适当大一些，使绳对小车的拉力始终远大于小车所受的摩擦力，保证外力基本恒定。

(2)调整滑轮架的角度，使小车的拉绳与长木板板面平行。

(3)开始时，应将小车位置摆正，使纸带与拉绳的方向一致，且不与打点计时器的限位孔边相摩擦。

(4)先启动打点计时器，再释放小车，小车行至终点时切断电源或脉冲输出开关。

(5)要防止钩码落地和小车跟定滑轮相撞。

(6)选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点子密集部分，适当选取计数点，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。

4．实验步骤

(1)把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。

(2)把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上台适的钩码，把纸带穿过打点计时器并把它的一端固定在小车的后面。实验装置见图。

(3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，放开小车，让小车运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点。换上新纸带，重复实验三次。

（4）从三条纸带中选择一条比较理想的使用，舍掉开头的比较密集的点子，在后边便于测量的地方找一个开始点，我们把每打五次点的时间作为时间的单

位，也就是T=0．02×5=0．1s，在选好的开始点下面标明0，在第六点

下面标明1，在第十一点下面标明2，在第十六点下面标明3……标明的

点O，1，2，3……叫做记数点，两个相邻记数点间的距离分别是S1，

S2，S3

(5)测出六段位移S1，S2，S3，……S6的长度，把测量结果填入表中。

(6)根据测量结果，利用前面的公式，计算出a1、a2、a3的值，注意T=0．02×5=ls。

(7)求出a l、a2、a3的平均值，它就是小车做匀变速直线运动的加速度。

二、例题解析、

例一：

用打点计时器研究匀变速直线运动的实验中，造成各连续相等的时间间

隔内位移之差不是一个恒量的主要原因是( )

A．长度测量不精确B．打点间隔不均匀

C．运动中受摩擦力作用D．木板未调成水平

例二：

在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，为了减小测量小车运动加速

度的相对误差，下列列举的措施中，哪些是有益的？

A．使小车运动的加速度尽量小一些

B．适当增加挂在细绳下的钩码个数

C．在同样条件，打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算；

D．舍去纸带上密集的点，然后选取计数点，进行计算。

例三：

如图是小车在斜面上滑动时，通过计时器所得的一条纸带，测得各段长度为OA=6．05厘米，0B=13．18厘米，0C=21．40厘米，OD=30．7厘米，0E=41．10厘米，OF=52．58厘米，根据这些数据，可判断小车做_________运动，判断依据是：_________。

例四：

测定匀变速直线运动的加速度的实验中，打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用电源的频率为50赫兹。如图为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出。按时间顺序0、1、2、3、4、5六个点用尺量出1、2、3、4、5点到O点的距离分别是：(单位：厘米)8．78 16．08 21．87 26．16 28．94由此得出小车加速度的大小为_________米／秒2，方向__________。

实验三探究合力与分力的关系——力的平行四边形定则

实验步骤：

（1）在桌上平放方木板，用图钉把白纸钉在方木板上。

（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另

一端拴上两根细绳套。

（3）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡

皮条伸长，结点到达某一位置O。（在使用弹簧秤的时候，要注意使

弹簧秤与木板平面平行。）

（4）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数。

（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和F2的图示，以两个力为邻边做平行四边形，对角线即为理论上的合力F，量出它的大小。

（6）只用一个弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样位置O，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示。

（7）比较力F′与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看它们是否相等。

实验结论