1、知識(shí)梳理一、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、紙帶、斜面、小車、刻度尺、鉤碼、細(xì)線、導(dǎo)線二、實(shí)驗(yàn)原理1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)構(gòu)造：如圖121所示 圖121(2)原理：接通電源時(shí)，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動(dòng)起來(lái)，位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化的周期一致當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)說(shuō)明：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為46 V2電火花計(jì)時(shí)器(1)構(gòu)造：如圖122甲所示圖122(2)原理：電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，它的構(gòu)造如圖122甲所示使用時(shí)，墨粉紙盤套

2、在紙盤軸上，并夾在兩條白紙帶之間當(dāng)接通220 V的交流電源，按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電(如圖122乙所示)，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶1上就打出一系列點(diǎn)跡說(shuō)明:當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí),它也是每隔0.02 s打一次點(diǎn);這種計(jì)時(shí)器工作時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力小,實(shí)驗(yàn)誤差小.3研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)逐差法：其方法是把連續(xù)的數(shù)據(jù)(必須是偶數(shù)個(gè))s1、s2、s3sn 從中間對(duì)半分成兩組，每組有m 個(gè)數(shù)據(jù)，前一半為s1、s2、s3sm,后一半為sm1、sm2sn，將后一半的第一個(gè)數(shù)據(jù)減去前一半的第一個(gè)數(shù)據(jù)得s1sm1s1，后一半的第二個(gè)數(shù)據(jù)

3、減去前一半的第二個(gè)數(shù)據(jù)得s2sm2s2smsnsm，則由這些差值求得的加速度分別為：a1 ，a2 am 則得到加速度的平均值為： 從上式可以看出，所有的數(shù)據(jù)s1、s2sn都用到了，因而減小了偶然誤差(2)圖象法：由s1、s2sn，根據(jù)公式vn 求出相應(yīng)的速度v1、v2vn的值，然后作出vt圖象，則得到的直線的斜率就等于物體運(yùn)動(dòng)的加速度值三、實(shí)驗(yàn)步驟1把一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面，把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電源相連，如圖123所示圖1232用一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過(guò)滑輪，并在細(xì)繩的另一端掛上合適的鉤碼，放手后小車能在長(zhǎng)木板上平穩(wěn)地加速

4、滑行一段距離把紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并把它的一端固定在小車的后面3把小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，先接通電源，再放開(kāi)小車，讓小車運(yùn)動(dòng)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，取下紙帶，換上新紙帶，重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次創(chuàng)新方法探究提煉方法展示技巧題型方法例在利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)在打出的紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，共取了7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)測(cè)出每?jī)蓚€(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為s1、s2s6然后他把紙帶上s1、s2s6各段準(zhǔn)確地剪成6段，按圖124所示的方式貼在坐標(biāo)紙上，彼此不留間隙也不重疊，紙帶下端都準(zhǔn)確地與橫軸重合，s1的左邊準(zhǔn) 圖124確地與縱軸重合，橫軸為時(shí)間軸，縱軸為速度該同學(xué)在這個(gè)圖

5、中作出了速度圖象，并由圖象求出了加速度a請(qǐng)說(shuō)明他是如何作出速度圖象并求出加速度a的 【解析】由于各段紙帶是等寬的，所以每條紙帶的寬度可表示一個(gè)時(shí)間單位T每條紙帶的高度sn和該單位時(shí)間TnT內(nèi)的平均速度 n的關(guān)系為： .而 n的大小為TnT時(shí)間中點(diǎn)的速度vn，即有vn ，這樣vn就是第n段紙帶上邊緣中點(diǎn)的速度(當(dāng)T0.1 s時(shí)，縱軸1 cm高度表示10 cm/s的速度)因此，測(cè)出各段紙帶中點(diǎn)的位置1、26，便可利用這些點(diǎn)畫出速度圖象，在圖象上相距較遠(yuǎn)處取a、b兩點(diǎn)，其坐標(biāo)分別為(ta，va)、(tb，vb)，由公式a 可計(jì)算出加速度a【答案】略方法概述把比較理想的打過(guò)點(diǎn)的紙帶(所打的點(diǎn)跡成一直線

6、并在紙帶中心)，按相等的時(shí)間間隔剪開(kāi)(例如每五點(diǎn)剪成一段)在剪紙帶前要先在每段紙帶上標(biāo)上順序號(hào)(如圖125所示)，再把剪開(kāi)的紙帶依次按圖126所示的方式貼在一起，形成一個(gè)vt圖象這時(shí)，每段紙帶的寬度(或各紙帶的點(diǎn)跡構(gòu)成的虛線間的距離)代表了所取時(shí)間間隔T 圖125 圖126而圖中斜向直線就是vt圖線，圖線與紙帶上的點(diǎn)相交處的縱坐標(biāo)表示了在各T時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的速度值(等于每段紙帶長(zhǎng)除以時(shí)間T)，求出此圖線的斜率，即可得到運(yùn)動(dòng)的加速度如果這條線不是直線,說(shuō)明運(yùn)動(dòng)就不是勻變速運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)成功1(2009年江蘇泰州聯(lián)考)在做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)于減小實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)說(shuō)，下列方法正確的是()A把每

7、打五個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔作為一個(gè)時(shí)間單位來(lái)選取計(jì)數(shù)點(diǎn)B使小車運(yùn)動(dòng)的加速度盡量小些C舍去紙帶上密集的點(diǎn)，只利用點(diǎn)跡清晰、點(diǎn)間間隔適當(dāng)?shù)哪且徊糠诌M(jìn)行測(cè)量、計(jì)算D選用各處平整程度、光滑程度相同的長(zhǎng)木板做實(shí)驗(yàn)【答案】ACD2(2007年廣東物理卷)如圖127甲所示，小車放在斜面上，車前端拴有不可伸長(zhǎng)的細(xì)線，跨過(guò)固定在斜面邊緣的小滑輪與重物相連，小車后面與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連起初小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置，重物到地面的距離小于小車到滑輪的距離啟動(dòng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，釋放重物，小車在重物牽引下，由靜止開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，重物落地后，小車會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz，圖127乙中a、b、

8、c是小車運(yùn)動(dòng)紙帶上的三段，紙帶運(yùn)動(dòng)方向如箭頭所示 圖127(1)根據(jù)所提供紙帶上的數(shù)據(jù)，打算打c段紙帶時(shí)小車的加速度大小為_(kāi)m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(2)打a段紙帶時(shí)，小車的加速度是2.5 m/s2請(qǐng)根據(jù)加速度的情況，判斷小車運(yùn)動(dòng)的最大速度可能出現(xiàn)在b段紙帶中的_(3)如果取重力加速度為10 m/s2，由紙帶數(shù)據(jù)可推算出重物與小車的質(zhì)量比為_(kāi)【解析】(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期T0.02 s，利用逐差法求紙帶的加速度a，則：a5.0 m/s2(2)分析b段數(shù)據(jù)，D2D3D1D2D3D4D2D310 cm，而D4D5D3D46 cm10 cm；故最大速度應(yīng)出現(xiàn)在D4D5之間(3)物體加速上升

9、時(shí)的加速度a2.5 m/s2對(duì)系統(tǒng)m1m2由牛頓第二定律，得：m1gm2gsin (m1m2)a減速上升時(shí)有：m2gsin m2a代入數(shù)據(jù)，得：m1m211 【答案】(1)5.0(結(jié)果是4.8的也可) (2)D4D5區(qū)間內(nèi)(3)113(廣東六校聯(lián)考)某同學(xué)在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，得到了在不同拉力下的甲、乙、丙等幾種較為理想的紙帶，并在紙帶上每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，將每條紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)都記為0、1、2、3、4、5如圖128所示，甲、乙、丙三段紙帶分別是從三條不同紙帶上撕下的圖128(1)在甲、乙、丙三段紙帶中，屬于紙帶A的是_(2)打紙帶A時(shí)，物體的

10、加速度大小是_m/s2【解析】(1)由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：ss2s1s3s2at2所以ss2s16.11 cm3.00 cm3.11 cms5s14s3.00 cm43.11 cm15.44 cm所以，紙帶丙的數(shù)據(jù)最接近，它應(yīng)和A是同一條紙帶(2)a m/s23.11 m/s2【答案】(1)丙(2)3.114(湖北八校聯(lián)考)一個(gè)有一定厚度的圓盤可以繞通過(guò)中心且垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片實(shí)驗(yàn)步驟： 如圖129甲所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；圖129甲啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開(kāi)始打點(diǎn)；經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量(1)用已知量和測(cè)得量表示角速度的表達(dá)式為_(kāi)，式中各量的意義是_(2)某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r5.50102 m，得到的一段時(shí)間內(nèi)的紙帶如圖129乙所示若打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電源的頻率為50 Hz，則可得角速度為_(kāi) rad/s圖129乙【解析】紙帶移動(dòng)速度v ,又vr,因此 ,其中x1、x2為所取段端點(diǎn)打點(diǎn)的坐標(biāo)