一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．學(xué)會(huì)用__________測(cè)量紙帶的平均速度和瞬時(shí)速度．2．能利用v - t圖像分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描述____________．二、實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、________、紙帶、坐標(biāo)紙．
三、實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)1．實(shí)驗(yàn)的基本思想——極限思想(微元法)．2．實(shí)驗(yàn)原理(1)速度的計(jì)算：根據(jù)紙帶計(jì)算平均速度：根據(jù)v＝________可求出任意兩點(diǎn)間的平均速度．(2)位移的測(cè)量：Δx是紙帶上兩點(diǎn)間的距離，利用________測(cè)量．(3)時(shí)間的測(cè)量：Δt是這兩點(diǎn)間的________．在Δt足夠小時(shí)，我們可以認(rèn)為其平均速度近似看作某點(diǎn)的________．
四、實(shí)驗(yàn)步驟1．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上．2．安裝紙帶．3．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到________電源上(電源頻率為50 Hz，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接________V低壓________電源；電火花計(jì)時(shí)器接__________電源)．4．啟動(dòng)電源，用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源．5．取下紙帶，整理好實(shí)驗(yàn)器材．
五、數(shù)據(jù)收集與分析1．計(jì)算實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)的紙帶某些點(diǎn)間的平均速度(1)在上圖中選取紙帶上一點(diǎn)為起始點(diǎn)0，后面每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別用數(shù)字1，2，3，…標(biāo)出這些計(jì)數(shù)點(diǎn)；(2)測(cè)量各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)0的距離x，記錄在自己設(shè)計(jì)的表格中；(3)計(jì)算兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間Δt；(4)根據(jù)Δx和Δt計(jì)算紙帶在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的平均速度v.
3．用v-t圖像描述物體的速度(1)以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系．(2)根據(jù)不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)．(3)用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到v-t圖像．
[拓展]　系統(tǒng)誤差和偶然誤差(1)系統(tǒng)誤差①來(lái)源：實(shí)驗(yàn)原理不夠完善，實(shí)驗(yàn)儀器不夠精確，實(shí)驗(yàn)方法粗略．②特點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)值的偏差總是偏大或偏?。蹨p小方法：優(yōu)化實(shí)驗(yàn)原理，提高實(shí)驗(yàn)儀器的測(cè)量精確度，設(shè)計(jì)更精巧的實(shí)驗(yàn)方法．(2)偶然誤差①來(lái)源：偶然誤差是由于各種偶然因素對(duì)實(shí)驗(yàn)者和實(shí)驗(yàn)儀器的影響而產(chǎn)生的．例如，用刻度尺多次測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)估讀值的差異，電源電壓的波動(dòng)引起測(cè)量值的微小變化等．②特點(diǎn)：多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，偶然誤差有時(shí)偏大，有時(shí)偏小，且偏大和偏小的概率比較接近．③減小方法：多次測(cè)量取平均值可以減小偶然誤差．
[導(dǎo)學(xué)1]　打點(diǎn)紙帶的數(shù)據(jù)如何測(cè)量誤差更小測(cè)量各段距離時(shí)，用長(zhǎng)尺一次性完成較好，以減小實(shí)驗(yàn)誤差，不要用短尺分段測(cè)量．
[導(dǎo)學(xué)2]　計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)的比較計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出來(lái)的點(diǎn)．計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)點(diǎn)中選出來(lái)的具有代表性的點(diǎn)，一般相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有若干個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)．選擇點(diǎn)跡清晰的點(diǎn)開始，通常每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1 s．
探究點(diǎn)一　教材原型實(shí)驗(yàn)典例示范題型1　實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作例1　(1)圖甲是電火花計(jì)時(shí)器的示意圖．電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，工作時(shí)使用________(選填“交流”或“直流”)電源，當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，每隔________s打一次點(diǎn)．電火花計(jì)時(shí)器使用時(shí)的基本步驟如下：A．當(dāng)紙帶完全通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器后，及時(shí)關(guān)閉電源B．將電火花計(jì)時(shí)器電源插頭插入相應(yīng)的電源插座C．將紙帶從墨粉紙盤下面穿過(guò)電火花計(jì)時(shí)器D．接通開關(guān)，聽到放電聲，立即拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)上述步驟正確的順序是________．(按順序填寫步驟字母)
解析：(1)電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一次點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原則，故正確的步驟順序是CBDA.
(2)如圖乙所示的紙帶是某同學(xué)練習(xí)使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)得到的，紙帶的左端先通過(guò)電火花計(jì)時(shí)器，從點(diǎn)跡的分布情況可以斷定紙帶運(yùn)動(dòng)得________(選填“越來(lái)越快”或“越來(lái)越慢”)．若所用電源的頻率為50 Hz，從打下A點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡，歷時(shí)________s．
解析：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz時(shí)，每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，從左往右，紙帶上兩點(diǎn)之間的距離越來(lái)越大，說(shuō)明紙帶運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快．從打下A點(diǎn)到打下B點(diǎn)共14個(gè)點(diǎn)跡，從A到B共有13個(gè)時(shí)間間隔，所以所用時(shí)間t＝13×0.02 s＝0.26 s.
題型2　紙帶的測(cè)量、分析與計(jì)算例2　某興趣小組的同學(xué)們?cè)谧觥坝么螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，讓重錘自由下落，打出的一條紙帶如圖所示，圖中直尺的單位為cm，點(diǎn)O為紙帶上記錄到的第一點(diǎn)，點(diǎn)A、B、C、D…依次表示點(diǎn)O以后連續(xù)的各點(diǎn)．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔T＝0.02 s打一個(gè)點(diǎn)．(1)請(qǐng)分別讀出DF、FH的長(zhǎng)度DF＝________mm，F(xiàn)H＝________mm；(2)求出E、G點(diǎn)的速度vE＝________ m/s，vG＝________m/s.
素養(yǎng)訓(xùn)練1　在一次實(shí)驗(yàn)中，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度(所用交變電源的頻率為50 Hz)，得到如圖所示的紙帶．圖中的點(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，下列表述正確的是(　　)A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開紙帶再接通電源B．實(shí)驗(yàn)中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器直接接在220 V的交變電源上C．從紙帶上可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)AC段對(duì)應(yīng)的平均速率D．相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s
素養(yǎng)訓(xùn)練2　某同學(xué)在做“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶如圖所示，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，圖中已標(biāo)出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz.(1)圖中紙帶右端和運(yùn)動(dòng)物體相連，由此推測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)是________(選填“加速”或“減速”)運(yùn)動(dòng)．(2)在打出3、6這兩點(diǎn)的時(shí)間間隔中，紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是________m/s.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)(3)如果要求不是很精確，用平均速度可以粗略地代替某點(diǎn)瞬時(shí)速度，那么，物體在打計(jì)數(shù)點(diǎn)4時(shí)的瞬時(shí)速度更接近于________．(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
例4　用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過(guò)第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1＝0.29 s，通過(guò)第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.11 s，已知遮光條的寬度為d＝3.0 cm，則滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門的速度為________m/s，通過(guò)第二個(gè)光電門的速度為________m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
素養(yǎng)訓(xùn)練3　如圖甲所示是一種應(yīng)用傳感器監(jiān)測(cè)軌道車運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)裝置．在軌道某處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，當(dāng)車頭到達(dá)傳感器瞬間和車尾離開傳感器瞬間，信號(hào)發(fā)生器各發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，由記錄儀記錄．假如軌道車長(zhǎng)度為22 cm，記錄儀記錄的信號(hào)如圖乙所示，則軌道車經(jīng)過(guò)該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的速度為(　　)A．0.20 cm/s B．2.0 cm/sC．22 cm/s D．220 cm/s
1.在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)紙帶的速度”的實(shí)驗(yàn)中，若打點(diǎn)周期為0.02 s，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．啟動(dòng)電源與拉動(dòng)紙帶可以同時(shí)進(jìn)行B．先拉動(dòng)紙帶，后啟動(dòng)電源C．電火花計(jì)時(shí)器使用6 V以下的交變電源D．連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為(n－1)×0.02 s
解析：使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先啟動(dòng)電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶，A、B錯(cuò)誤；電火花計(jì)時(shí)器使用220 V的交變電源，C錯(cuò)誤；每相鄰的兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s，連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間有(n－1)個(gè)時(shí)間間隔，故時(shí)間間隔為(n－1)×0.02 s，D正確．
解析：時(shí)間間隔應(yīng)取得盡量小，這樣平均速度才能更接近瞬時(shí)速度．注意CE段對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為0.04 s.
3．用如圖所示的裝置可以近似測(cè)出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時(shí)速度．已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為5.0 mm，遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間為0.05 s.則滑塊經(jīng)過(guò)光電門位置時(shí)的速度大小為(　　)A．0.10 m/s B．100 m/sC．5.0 m/s D．0.50 m/s
4．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺進(jìn)行測(cè)量，如圖所示，則紙帶在A、C間的平均速度為________m/s，在A、D間的平均速度為________m/s，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近________m/s.
5．如圖所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)小車瞬時(shí)速度時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從0點(diǎn)開始按照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6，…現(xiàn)在量得0、1間的距離x1＝5.18 cm，1、2間的距離x2＝4.40 cm，2、3間的距離x3＝3.62 cm，3、4間的距離x4＝2.78 cm，4、5間的距離x5＝2.00 cm，5、6間的距離x6＝1.22 cm.(每0.02 s打一次點(diǎn))
(1)根據(jù)上面的記錄，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)的速度并填在表中．(2)根據(jù)(1)中表格，在下圖中畫出小車的速度—時(shí)間圖像，并說(shuō)明小車速度變化的特點(diǎn)．

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