實驗原理：打點計時器與紙帶的應用，判斷物體運動情況
更新時間：2024-10-07 10:33:53作者：佚名
1. 點定時器
(1)功能：計時儀表，每0.02秒打點。
（二）工作條件：
電磁打點定時器：低壓交流供電（請參考：）
()
火花計時器：220V交流電源
(3)紙膠帶的含義：
① 表示不同時刻紙帶所連接物體的位置；
② 通過研究紙帶上點之間的間隔，可以判斷物體的運動。
2．如何用紙帶判斷物體是否勻速直線運動
令x1、x2、x3、x4...為紙帶上兩個相鄰計數點之間的距離。若△x=x2-x1=x3-x2=x4-x3=...=常數，即連續且相等 時間間隔內的位移差為常數，與紙帶相連的物體作直線運動以勻速直線行駛。
3．如何用紙帶求出物體的速度
根據勻速直線運動，某一段時間中間的瞬時速度等于該段時間的平均速度 vn=(xn+xn+1)/2T
4. 如何用紙帶求物體的加速度
2、實驗設備
電火花定時器或電磁打點定時器、一端帶滑輪的長木板、小車、紙帶、繩子、鉤碼、秤、電線、電源、復寫紙。
3. 實驗步驟
1、將帶滑輪的長木板平放在實驗臺上，將滑輪伸出桌面，將打點定時器固定在長木板不帶滑輪的一端，將打點定時器連接到電源。
2. 將一根繩子綁在手推車上，將繩子穿過定滑輪，并在下面掛上合適的鉤碼。將膠帶穿過打點計時器的碳紙下方，并將其一端固定到小車的背面。
3、將小車停在靠近打點定時器處，打開電源，等待打點定時器穩定后，放車。
4.更換新紙膠帶，重復實驗3次
4、注意事項
1、使用打點定時器打點時，應先接通電源，待打點定時器工作穩定后再松開紙帶。
2．在釋放物體之前，物體應停在靠近打點計時器的地方。
3．使用電火花定時器時，應注意正確穿好兩條白色紙帶，并將碳粉紙盒夾在兩條紙帶之間；使用電磁打點定時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面。
4、小車另一端掛的鉤碼數量要適當，避免速度太高，導致紙帶上的點太少，或者速度太低，導致紙帶上的點太密。紙膠帶。
5、選擇理想的紙帶意味著紙帶上的點清晰。適當舍棄一開始的密集部分，選擇適當的計數點，明確所選的時間間隔T。
6. 測量x時，不要分段測量。閱讀時要注意有效數字的要求。計算a時，注意逐差法，以減少誤差。
5. 誤差分析
1、本實驗計算涉及的量為x和T，因此誤差來自于x和T。由于相鄰兩個計數點之間距離x的測量存在誤差，a的測量結果會存在誤差。錯誤。
2．由于電源頻率不穩定，T不穩定而產生誤差。
題型說明
1.基礎知識理解
（1）在“研究勻速直線運動”的實驗中，采用電磁打點定時器（所用交流電的頻率為50Hz），得到如圖所示的紙帶。圖中的點就是計數點。兩個相鄰計數點之間有四個點未繪制。下列說法正確的是（）
一個。實驗時應先松開紙帶，然后打開電源
B.(s6-s1)等于(s2-s1)的6倍
C、從紙帶上可以得到計數點B對應的速度
D、相鄰兩個計數點的時間間隔為0.02s
【答案】C
2. 使用逐差法求解加速度
如圖所示，在《研究勻速直線運動》的實驗中，一名學生利用點計時器獲得了代表小車運動過程的透明紙帶。紙帶上相鄰兩個計數點的時間間隔為T=0.10s。 ，其中S1=7.05cm，S2=7.68cm，S3=8.33cm，S4=8.95cm，S5=9.61cm，S6=10.26cm，則A點瞬時速度為_______m/s，則小車的加速度運動計算表達式為______________，
3、紙膠帶問題
(1) 學生使用打點計時器研究汽車的勻速直線運動。他將打點計時器連接到頻率為 50 Hz 的交流電源上。在實驗過程中，他得到了如圖1-5-15所示的紙膠帶。他在紙帶上選擇了第一個方便測量的計時點打點計時器求加速度公式，并在該點下標記了A，在第六點下標記了B，在第十一點下標記了C，在第十六點下標記了D，在二十一點下標記了E。 。測量過程中，他發現B點模糊，于是測得AC的長度為14.56厘米，CD的長度為11.15厘米，DE的長度為13.73厘米。則小車到達C點時的瞬時速度為m/s。加速度為m/s2，距離AB 應為cm。 （保留三位有效數字）
【解析】某一時刻的瞬時速度等于一段時間內的平均速度：
⑶ 由2+5t=1.1+2(0.8-t)，可得t=0.1s
即物體從斜坡上滑下所需的時間為0.5s。
則：當t=0.6 s時，物體在水平面上，其速度為v=v1.2+a2t=2.3 m/s
【答案】⑴a＝30°； ⑵m＝0.2； (3)2.3米/秒
4. 圖像處理
（1）某學生利用如圖所示的實驗裝置，研究汽車在斜面上的運動。實驗步驟如下：
一個。安裝實驗設備。
b.接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿著平板的斜面向下移動，重復幾次。選擇一條點比較清晰的紙帶，丟棄一開始密集的點，從方便測量的點開始，每兩個點取一個計數點，如圖1中0、1、2...處6分。展示。
c.分別測量計數點1、2、3...6到計數點0的距離，記為：S1、S2、S3...S6。
d.通過測量和計算，學生判斷小車沿著平板勻速直線運動。
金屬絲。
結合上述實驗步驟，請完成以下任務：
① 實驗中除點樣器、計時器（包括紙帶、復寫紙）、臺車、平板、鐵架、電線、開關外，還必須使用下列儀器設備。 (填寫選項代碼)
一個。電壓合適的 50 Hz 交流電源 B. 電壓可調直流電源
C. 刻度 D. 秒表 E. 天平 F. 重錘
② 將刻度尺的 0 標記與最小刻度 1 mm 和 0 計數點對齊。 0、1、2、5計數點的位置如圖2所示，則S2=cm，S5=cm。
【分析】①打點定時器使用的電源為交流電源，用刻度尺測量各點之間的距離。
②由于刻度尺的最小刻度為mm，所以必須估計到0.1mm，即必須讀到0.01cm。
(2) 學生使用下圖所示的裝置測量重力加速度g。使用的交流頻率為 50 Hz。將所選紙帶上的某一點作為0號計數點，然后每兩個計時點取一個計數點。所有測量數據及其標記符號如下圖所示。
從數據處理方法來看，s1、s2、s3、s4、s5、s6中打點計時器求加速度公式，影響實驗結果的是：方法A有________；方法 B 有 ________。因此，選擇________方法（A或B）較為合理，可以減少實驗的________（系統或偶然）誤差。本實驗中誤差的主要來源是__________________（提及兩個）。
【分析】物體在重力作用下只做勻加速直線運動。通過對紙帶數據的處理貝語網校，可以求出當地的重力加速度值。本題主要測試兩種處理數據的方法哪種誤差更小。這是一個誤差分析問題
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