实验 用打点计时器测速度教案
1.4 实验：用打点计时器测速度
★新课标要求
（一）知识与技能
1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。
2、会安装并使用打点计时器。
3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。
4、明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。
（二）过程与方法
1、通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。
2、通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
3、通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。
（三）情感、态度与价值观
1、感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。
2、经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。
3、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
★教学重点
1、打点计时器的使用。
2、由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3、画物体的速度—时间图象。
★教学难点
1、对纸带数据的处理。
2、画图象的方法。
★教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。
★教学过程
（一）课前活动
教师活动：课前布置学生预习本节实验。
学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。
（二）进行新课
1、对“打点计时器的认识”的学习
教师活动：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分
学生活动：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
教师活动：指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。
学生活动：动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。
教师活动：聆听学生回答，进行点评和指导。
学生活动：思考23页的思考与谈论：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点
迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？
教师活动：聆听学生回答，进行点评。
2、用打点计时器测量瞬时速度
教师活动：根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度。教师巡回指导。
学生活动：讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。
3、用图象表示速度
教师活动：引导学生思考怎样画出速度—时间图象，为什么要用平滑的曲线“拟合”。
学生活动：根据前面计算的瞬时速度，画出速度—时间图象，同组各成员之间再次比较运动的区别，感受不同的运动规律。体会交流“拟合”的意义。
教师活动：聆听学生回答，点评。
（三）课堂总结、点评
1、打点计时器的原理构造（如图）
实验原理：（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当通过4—6V低压交流电时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。
（2）电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。
电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。
打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。
2、带分析物体的运动情况并能计算平均速度。
（1）在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz），所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。
（2）根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t 为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。
3、粗略计算瞬时速度。
某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。如图1.4-1，
v E≈v DG，或v E=v DF。
说明：在粗略计算E点的瞬时速度时，可利用公式v=△x/△t来求解，但须注意的是，如果取离E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但是距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。
4、v-t 图象与其画法
为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t 图象来表示速度随时间的变化规律。
以速度v 为纵轴，时间t 为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v 与时间t 关系的图象。
5、实验器材
电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度尺、电源、导线等。
6、注意事项
（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V 以下的交流电源；电火花计时器要使用220V 交流电源。
（2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。
（3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定后再用手拉纸带。
（4）手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。
（四）实例探究
☆打点计时器及应用
［例1］一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（ ）
A ．接在直流电源上
B ．电源电压不稳
C ．电源频率不稳
D ．打点针压得过紧
解析：A ．接在直流电源上不会打点。A 错。
B ．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B 错。
C ．频率不同打的点仍为圆点。故C 错。
D ．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D 正确。
答案：D
☆打点计时器直接测量的量
［例2］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸 带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）
A ．时间间隔
B ．位移
C ．加速度
D ．平均速度
解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A 选项正确。 用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B 选项正确。
从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C 、D 选项错误。
答案：AB
［例3］ 用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l 、2、3、4……，量得0与 1两点间距离x 1=30mm ，3与4两点间的距离x 2=48mm ，则小车在0与1两点间平均速度为 m ／s 。
解析：0～1两点间的平均速度3.01
.003.01===T x v m/s ★课余作业
1、思考P 24“说一说”栏目中提出的问题，
2、完成P 26“问题与练习”中的问题。
3、阅读教材P 26“科学漫步”《气垫导轨和数字计数器》短文，思考并回答文后提出的问题。
★“问题与练习”（P 26）参考答案
1、电磁打点计时器误差较大。
因为电磁打点时振针与复写纸对纸带的摩擦力较大，而电火花相对阻力较小，另外，电磁打点时容易
出现振针压的过紧、过松、复写纸不好用都不易把点打清晰，所以电火花计时器误差较小。
2、解：（1）纸带左端与重物相连。
（2）取离A点最近的两个点，求其两点间的平均速度就可代替A点的瞬时速度。
因为在A的附近取的点越近，用平均速度代替A点的速度就越精确，而离A最近的只能是BC两点，所以如此。
3、对甲：物体开始有初速度，方向为正，在运动过程中是大小不变，方向也不变化的，所以甲是匀速直线运动，速度的大小方向都不变，运动方向也不变。
对乙：物体开始初速度为0，向正向运动，到达一定值后大小方向不变，一段时间后速度开始变小，方向不变，直到减为零，而运动方向不变。速度大小变化，方向没变。
4、两相邻点距离与纸带速度有关，速度越大距离越大。
两相邻点的时间都是1s，纸带快慢不影响。
★教学体会
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
★资料袋：
人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。普通闪光灯持续发光时间可达到1／20000 s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级。后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。
高速摄影有广泛的用途。例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的那位。又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究。
高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识。
闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。频闪摄影的关键器材是电子频闪灯。当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次。
用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果。如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂。相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多。
用打点计时器测速度教学设计
实验《用打点计时器测速度》教学设计 一、教材分析 1.本节新课位于高中物理必修一第一章第四节，重点介绍打点计时器这一高中重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况。 2.平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。 3.将过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改为“用一条平滑曲线来拟合坐标系中描出的点”，即将验证性实验改为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。 二、学生分析 1.原有认知发展分析：在初中阶段，学生所做的几乎都是定性或半定量的实验，而且实验处理的方法、手段与高中相比也大不相同，本次实验对学生来说还是第一次，不管是在理解上，还是在操作上，难度可能都非常大。 2.原有知识结构分析：通过前几节的学习，学生对速度的概念有了较为深刻的认识，但对速度的计算还只是停留在理论上，现在要通过实验测量并处理纸带上的信息，可能还是难题。 3.非认知因素分析：学生实验的积极性比较高涨，探索精神比较强，对物理探究保持着浓厚的兴趣。 三、教学目标 大的方面来看，教材上明确指出中学生做实验，出于以下几个目的： 1.经历科学过程，体会科学方法，树立科学的价值观。 2.更加热爱科学，体验科学工作的乐趣。 3.学习科学知识，提高操作技能。 就本节实验课而言，我们需要完成以下教学目标： （一）知识与技能 1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。 2.会安装并使用打点计时器。 3.理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。 4.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。（二）过程与方法 1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。 2.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。 3.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。 4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 （三）情感、态度与价值观 1.感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。 2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。 3.培养学生敢于创新和实事的科学态度和科学精神。 四、教学环境 五、信息技术应用思路 使用PPT课件辅助教学，提高课堂效率，提升直观认识，拓展课堂容量。录制播放学生视频，突出学生主体地位，增加学生参与意识，培养学生实验兴趣和穿新能力。教学中展示数字传感器，拓展学生见识，提高学生兴趣。依托媒体教育技术手段，培养学生的综合能力。
用凯特摆测量重力加速度实验报告
用凯特摆测量重力加速度 实验目的：学习凯特摆的实验设计思想和技巧，掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法。 实验原理：1、当摆幅很小时，刚体绕O轴摆动的周期： 刚体质量m，重心G到转轴O的距离h，绕O轴的转动惯量I，复 摆绕通过重心G的转轴的转动惯量为I G 。 当G轴与O轴平行时，有I=I G+mh2 ∴ ∴复摆的等效摆长l=( I G+mh2 )/mh 2、利用复摆的共轭性：在复摆重心G旁，存在两点O和O′，可使 该摆以O为悬点的摆动周期T?与以O′为悬点的摆动周期T?相同， 可证得|OO′|=l，可精确求得l。 3、对于凯特摆，两刀口间距就是l，可通过调节A、B、C、D四摆 锤得位置使正、倒悬挂时得摆动周期T?≈T?。 ∴4π2/g=(T?2+T?2)/2l + (T?2-T?2)/2(2h?-l) = a + b 实验仪器：凯特摆、光电探头、米尺、数字测试仪。 实验内容：1、仪器调节 选定两刀口间得距离即该摆得等效摆长l，使两刀口相对摆杆基本 对称，并相互平行，用米尺测出l的值，粗略估算T值。 将摆杆悬挂到支架上水平的V形刀承上，调节底座上的螺丝，借 助于铅垂线，使摆杆能在铅垂面内自由摆动，倒挂也如此。 将光电探头放在摆杆下方，让摆针在摆动时经过光电探测器。
让摆杆作小角度摆动，待稳定后，按下reset钮，则测试仪开始自 动记录一个周期的时间。 2、测量摆动周期T?和T? 调整四个摆锤的位置，使T?和T?逐渐靠近，差值小于，测量正、 倒摆动10个周期的时间10T?和10T?各测5次取平均值。 3、计算重力加速度g及其标准误差σg 。 将摆杆从刀承上取下，平放在刀口上，使其平衡，平衡点即重心G。 测出|GO|即h?，代入公式计算g。 推导误差传递公式计算σg 。 实验数据处理：1、l的值 l=?(l?+l?+l?)= σ＝，u A =σ/=， ∴ΔA ＝t P ?u A =*= u B=ΔB /C=3= ∴u L == T e == 2、T?和T?的值 T?＝ σ＝*10ˉ?s，u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA ＝t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s ∴u T1 ==*10ˉ?s T?= σ＝*10ˉ?s，u A =σ/=*10ˉ?s ∴ΔA ＝t P ?u A =*=*10ˉ?s u B=ΔB /C=3=*10ˉ?s
物理：《实验：用打点计时器测速度》教案
1.4 实验：用打点计时器测速度 一、教学目标 1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会安装并使用打点计时器。 2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度。 3.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度—时间图象。 4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。 5.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。 二、教学重点与难点 重点:1.打点计时器的使用。 2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。 3.画物体的速度—时间图象。 难点:1.对纸带数据的处理。 2.画图象的方法。 三、教学方法 实验探究式教学方法 四、教学设计 （一）新课内容 1.打点计时器的认识 先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答: (1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间? (4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。 (5)复写纸放在纸带上边还是下边? (6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? 2.练习使用打点计时器
指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。 选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题: 图1—4—3 (1)怎样从打出的纸带中获取数据?指导学生用列表格的形式把数据列出。 (2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？ (用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。) (3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少? (4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？ (在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小) 3.用打点计时器测量瞬时速度 (1)在图1—4—3中求出B、C之间的平均速度,如果要求不很精确,能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度? (2)能否把该点的速度表示的更准确一点? (3)如果想每隔0.1s测一次速度,应怎么办? (4)把测量所选“测量点”在内的一段位移填入表格。 (5)引导学生求出上述“测量点”附近的平均速度。 (6)引导学生把上述的平均速度作为对应点的瞬时速度填入表格。 (7)引导学生分析表格中速度的变化情况。 4.用图象表示速度 为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。 教师提出下列问题: (1)图象上每一点的意义是什么? (表示该时刻物体的瞬时速度) (2)如要求这些点中间一个时刻的速度是多少,应怎么办? (把这些点连接起来,在连线上与该时刻对应的点的速度就是该时刻的瞬时速度) (3)把这些点连接起来,是什么形状? (是折线。因速度的实际变化是比较平滑的,故要用平滑的曲线把它们连接起来) （三）典型例题 【例1】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（） A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度 解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。 用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。 从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。 答案：AB 【例2】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz 时，振针
实验用打点计时器测速度练习题及答案
第四节实验：用打点计时器测速度 【巩固教材—稳扎稳打】 1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ( ) A．时间间隔 B．平均速度 C．位移 D．瞬时速度 2．某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是 ( ) A．复写纸放反 B．使用了直流电源 C．振针过短 D．纸带运动过快3．小车拖动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点间的距离为18 cm，则 ( ) A．小车运动的平均速度为s B．小车运动的平均速度为s C．小车运动的平均速度为s D．小车运动的平均速度为180m/s 4．某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后，纸带上打下了一列点，他要根据这些点计算纸带运动的平均速度，下列操作正确的是 ( ) A．他首先查清共有多少个点 B．首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点 C．分别测出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所有能看清点间 的长度，用来计算平均速度 D．分别测出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度 【重难突破—重拳出击】 1．打点计时器打点的周期，决定于 ( ) A．交流电压的高低 B. 交流电的频率； C．永久磁铁的磁性强弱； D. 振针与复写纸间的距离． 2. 在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是 ( ) A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车； B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。 C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为。 D．实验中应使小车速度尽量小些。 3. 一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能 是因为 A．打点计时器错接在直流电源上； B．电源电压不稳定； C．打点计时器使用的电压频率不稳定； D．振针到复写纸片的距离太小 4．某物体的v-t图象如图1-3所示，则该物体 ( ) A．做往复运动 B．做匀速直线运动 4-10 C．朝某一方向做直线运动 D．以上说法均不正确 5．在练习使用打点计时器的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，步骤顺序排列正确的 是 ( ) ①．把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上，按下脉冲输出开关，用手水平 的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点
用打点计时器测速度
实验：用打点计时器测速度 一、教学目标 知识与技能 1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移) 2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 3.明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的速度---时间图象 过程与方法 1.通过学生自己看打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力 2.通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信息处理信息的能力,体会处 理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法 3.通过画速度---时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工具在物理发展中的作用 4.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑 5.经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动 情感态度价值观 1.感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用 于实际生活的意识 2.经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥秘 3.体验用图象方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识 4.培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯 二、教学重点与难点 重点:1.打点计时器的使用。 2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。 3.画物体的速度—时间图象。 难点:1.对纸带数据的处理。
2.画图象的方法。 三、教学方法 实验探究式教学方法 四、教学设计 （一）新课内容 1.打点计时器的认识 先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答: ( 1)电 磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间? (4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。 (5)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? 2.练习使用打点计时器 问题1. 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带? 师总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸
测量重力加速度实验Acceleration due to gravity
Acceleration due to gravity 1. Aim: To measure ‘g’, the acceleration due to gravity using a simple pendulum. 2. Theory: A simple pendulum consists of a particle of mass m, attached to a frictionless pivot P by a cable of length L and negligible mass. When the particle is pulled away from its equilibrium position by an angle θand released, it swings back and forth as Figure 1 shows. By attaching a pen to the bottom of the swinging particle and moving a strip of paper beneath it at a steady rate, we can record the position of the particle as time passes. The graphical record reveals a pattern that is similar (but not identical) to the sinusoidal pattern for simple harmonic motion. Figure 1 A simple pendulum swinging back and forth about the pivot P. If the angle θis small, the swinging is approximately simple harmonic motion. Gravity causes the back-and-forth rotation about the axis at P. The rotation speeds up as the particle approaches the lowest point and slows down on the upward part of the swing. Eventually the angular speed is reduced to zero, and the particle swings back. If the angle of oscillation is large, the pendulum does not exhibit simple harmonic motion. The motion of a simple pendulum is nearly simple harmonic. The periodic time T is related to the length L of the pendulum and the local acceleration due to gravity g. 2 T=or 2 2 4 T L g π ?? = ? ?? If we measure the periodic time T for different lengths L, and plot T2 versus L,
高中实验：用打点计时器测速度教案
1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会安装并使用打点计时器。 2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度。 3.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度—时间图象。 4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。 5.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。 二、教学重点与难点 重点:1.打点计时器的使用。 2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。 3.画物体的速度—时间图象。 难点:1.对纸带数据的处理。 2.画图象的方法。 三、教学方法 实验探究式教学方法 四、教学设计 （一）新课内容 1.打点计时器的认识 先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答: (1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少? (2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少? (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间? (4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。 (5)复写纸放在纸带上边还是下边? (6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? 2.练习使用打点计时器 指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。 选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题: 图1—4—3
1.4 实验用打点计时器测速度
1.4 实验：用打点计时器测速度 [目标定位] 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用打点计时器.2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.理解速度随时间的变化图象，并能根据图象分析物体的运动． 一、了解打点计时器 1．作用及分类 打点计时器是一种使用交流(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50Hz 时，它每隔0.02s 打一次点．打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种． 2．电磁打点计时器 (1)工作电压：6V 以下的交流(填“交流”或“直流”)电源． (2)原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点． 3．电火花计时器 (1)工作电压：220V 交流(填“交流”或“直流”)电源． (2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹． 4．两种打点计时器误差比较 电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小． 二、练习使用打点计时器 1．实验步骤 (1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带． (2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V 低压交流电，电火花计时器接220V 交流电)． (3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源． (4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n 个点，那么n 个点的间隔数为n －1个，则纸带的运动时间Δt ＝(n －1)×0.02s. (5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx . (6)利用公式v ＝Δx Δt 计算出纸带在这段时间内的平均速度．
气垫导轨测重力加速度 大学物理实验
气垫导轨测重力加速度 【试验目的】： 1．研究测重力加速度的方法； 2．测量本地区的重力加速度。 【实验原理】： 当气轨水平放置时，自由漂浮的滑块所受的合外力为零，因此，滑块在气轨上可以静止，或以一定的速度作匀速直线运动。在滑块上装一与滑块运动方向严格平行、宽度为的挡光板，当滑块经过设在某位置上的光电门时，挡光板将遮住照在光敏管上的光束，因为挡光板宽度一定，遮光时间的长短与滑块通过光电门的速度成反比，测出挡光板的宽度L和遮光时间t，则滑块通过光电门的平均速度为： V=L／t (1-1) 若挡板很小，则在挡光范围内滑块的速度变化也很小，故可以把平均速度看成是滑块经过光电门的瞬时速度。挡板越小，则平均速度越准确地反映该位置上滑块的瞬时速度，显然，如果滑块作匀速直线运动，则滑块通过设在气轨任何位置的光电门时瞬时速度都相等，毫秒计上显示的时间相同，在此情形下，滑块速度的测量值与挡板的大小无关。 若滑块在水平方向受一恒力作用，滑块将作匀加速直线运动，分别测出滑块通过相距S的2个光电门的始末速度和V1和V2则滑块的加速度： 2as=v12–v22 (1-2) 将式（1-1）代入（1-2）中 得： 2as=L2(1/t22-1/t12) (1-3) 其原理如图1. 气垫导轨与水平面的夹角为α 则 a=g*ginα. (1-4) 【待测物理量】： V〈物体运动速度〉、a〈物体运动加速度〉、g〈本地区的加速度〉、α〈气垫导轨与水平面的夹角〉、Δt〈物体在两光电门之间的运动时间〉． 【实验仪器及其使用介绍】： 气垫导轨、数字毫秒计、滑块、游标卡尺、垫块。 一、气垫导轨 气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。实物如下图所示：
单摆测重力加速度实验报告
一、实验目的 1.学会秒表、米尺的正确使用。 2.理解单摆法测定重力加速的原理。 3.研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4.学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二、实验仪器 单摆装置，停表（精度为0.01s ），钢卷尺（精度为0.05cm ），游标卡尺（精度为0.02mm ）。 三、实验原理 单摆的振动周期决定于重力加速度g 和摆长L ，只需要量出摆长L 并测定摆动周期，就能够得到g 。 如图：当θ<5?时，圆弧可近似的看成直线，f 也可 近似的看成沿着这条直线，则有sin θ=x L ，f=Fsin θ= -mg x L =-m g L x 由牛顿第二定律得：a=f m 则有 a=-g L x 令ω=g L x 最终得单摆的运动方程为 X=A cos(ωt +2π+φ) 其中T=2π ω =2π√ g =4π2 L T 考虑到摆 球是有大小的，故g =4π2 L+ d 2T 摆长L 用米尺测量，摆球直径d 用游 标卡尺测量，周期T 用停表测量。 四、实验步骤 1.测量摆长L 。用米尺测量摆线支点与摆球顶点的距离l 。用游标卡尺测量小球的直径d ，则摆长L=l+d 2 。 2.测量摆动周期T 。用手把摆球拉直偏离平衡位置5度左右，让其在
一个垂直面内自由摆动，小球越过平衡位置瞬间开始计时，连续默数 。 100次全振动时间t，T=t 100 3.为了减小误差，重复测量5次将数据记录于下表中。 五、数据记录与处理
六、结果与讨论 兰州的重力加速度g=9.973±0.005m/s2,结果有偏差，原因有以下几点; 1、测量单摆周期时的反应时间。 2、在测量摆线长度时对最后一位数字的估读。 3、环境方面，温度、湿度、空气阻力的变化都会影响实验结果。 4、悬线质量的影响。 5、摆角角度的影响。 七、试验问题 1、直接测量单摆往返一次的时间会受到人的反应时间的影响，通过多次测量求平均值的方法可以减小误差。 2、1 11.4 3、受空气阻力影响摆幅越来越小，但其周期不变；用木球代替铜球时，因木球密度较小，受空气阻力的影响会变大。
1.4 实验：用打点计时器测速度
1.4实验：用打点计时器测速度 班级：组别：姓名： 【学习目标】 1．了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)． 2．会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度．3．明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象， 【学习重点】 1．学会使用打点计时器． 2．能根据纸带计算物体运动的瞬时速度． 3．会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息． 【学习难点】处理纸带的方法，用描点法画图象的能力． 【自主学习】 一、电磁打点计时器 观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法． 1、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，每隔________秒打一次点， 【思考与交流】 电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么? 二、电火花计时器 观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法． 1、电火花计时器通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，振针每隔 s打一次点
三．练习使用打点计时器 学生自主阅读教材中的实验步骤提示．学生动手练习使用打点计时器 四、用打点计时器测量瞬时速度 实例：如图，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度． △x/△t可以大致表示正点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近正点的瞬时速度．然而D，F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点． 学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这 根据v=△x/△t算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填下表．从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速 五、用图象表示速度
大学物理实验报告单摆测重力加速度
——利用单摆测重力加速度 班级： 姓名： 学号： 西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出： 式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 西安交通大学物理仿真实验报告
三、实验内容 1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△ 米≈0.05cm;卡尺精度△ 卡 ≈0.002cm;千分尺精度△ 千 ≈0.001cm; 秒表精度△ 秒 ≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s 左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△ 人 ≈0.2s. 2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否 达到设计要求. 3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关 系,试分析各项误差的大小. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）
用打点计时器测速度实验报告
实验报告 一、 实验名称： 用打点计时器测速度 二、实验目的： 1. 理解打点计时器的原理，会正确使用打点计时器。 2. 掌握纸带上运动信息的处理方法。 3. 掌握用v-t 图象处理实验数据的方法。 三、实验原理：（略）见课堂讲解和实验报告册P2 四、实验器材：电火花计时器、纸带、刻度尺、电源等。 五、实验方法与过程： 1. 练习使用打点计时器： （1） 把打点计时器固定在桌子上，对照打点计时器的使 用说明书了解它的结构及作用 （2） 将打点计时器与交流电源相连接，并按照说明书将 纸带装好。 （3） 接通打点计时器的电源，用手水平地拉动纸带，打 点计时器就会在纸带上打出一行小点。随后立即关闭电源 （4） 取下纸带，给纸带编号，如：“纸带1” （5） 在“纸带1”上从某个点开始，向后数出若干个点，如果数出的个数为n ，由每两个点间的时间间隔可以计算出从打下第一个点到打下第n 个点过程中纸带运动的时间，用刻度尺测量出第一个点到第n 个点的距离。将上述数据填到“记录数据的表格中” 2. 用打点计时器测速度： （1） 重新给打点计时器装上纸带，用打点计时器再打出 两条纸带，给纸带编上号，如“纸带2”、“纸带3”。 （2） 在“纸带2”上，每隔0.1s 取一个点，在纸带上 分别标出A 、B 、C 、D 、E 、F 等点，测量出相邻点间的位移 ，记录在表二中，同时记录对应的时间 ，将上述数据记录到相应的表格中。 （3） 在“纸带3”上，选取点迹清晰、间距适当的几个 连续点，并标上0、1、2、3、4、5、6。测量出与各点相邻两点间的距离， 并计算出平均速度，把它当做打点计时器打下这个点时的瞬时速度，填入相应的表格，点0做为计时的开始，即t=0. 六、实验记录及处理 1.纸带采集 图为 一条已经编好计数点的纸带，其比例尺为1:2（图上距离/实际距离） 2.实验数据记录 表三：测纸带瞬时速度的数据记录表 坐标纸：
重力加速度测量设计性试验
重力加速度测量（设计性实验） 【实验目的】 （1）推导单摆测量重力加速度的公式。 （2）掌握单摆测量重力加速度实验的实验设计方法及验证方法。 （3）掌握间接测量量不确定度的计算方法。 （4）了解单摆测量重力加速度实验的主要误差来源。 （5）估算实验仪器的选取参数并设计实验数据记录表格。 【设计实验】 设计性实验的设计过程主要有以下几步： （1）根据待测的物理量确定出实验方法（理论依据），推导出测量的数学公式；判定方法误差给测量结果带来的影响。 （2）根据实验方法及误差设计要求，分析误差来源，确定所需要采用的测量仪器（包括量程、精度等）以及测量环境应达到的要求（如空气、电磁、振动、温度、海拔高度等）。 （3）确定实验步骤、需要测量的物理量、测量的重复次数等。 （4）设计实验数据表格及要计算的物理量。 （5）实验验证。要用测得的实验数据，采用误差理论来验证实验结果。若不符合测量要求，则需对上述步骤中的有关参数做出适当调整并重做实验，据测得的实验数据进行实验验证，以此类推直到符合要求为止。 设计实验的原则应在满足设计要求的前提下，尽可能选用简单、精度低的仪器，并能降低对测量环境的要求，尽量减少实验测量次数。 【设计要求】 （1）测定本地区的重力加速度，要求重力加速度的相对不确度小于0.5%，即 g 0.5u g ≤%。确 定所需仪器的量程和精度，以及测量参数（摆长和摆动次数）。 （2）本实验是测量重力加速度的设计性实验，但考虑到设计难度、仪器资源的限制等因素，规定其实验方法采用单摆法。 （3）可用仪器有：钢卷尺（1 mm/2 m ，表示最小分度值为1 mm ，量程为2 m ，下同）、钢直尺（1 mm/1 m ）、游标卡尺（0.02 mm/20 cm ）、普通直尺（1 mm/20 cm ）、电子秒表（0.01 s ）、单摆实验仪（含摆线、摆球等）。 【实验内容】 （1）原理分析。写出单摆法测量公式完整的推导过程及近似要求，并画出原理图（查阅相关书籍及网站）。 （2）误差分析。分析实验过程中的主要误差来源并估算。 （3）不确定度的推导与计算。 （4）估算实验参数（摆长和摆动次数）。 （5）设计实验步骤与数据表格。 （6）实验与验证。 【设计提示】
(完整版)重力加速度的测定实验报告
重力加速度的测定 一，实验目的 1，学习秒表、米尺的正确使用 2，理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。 3，研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4，学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二，实验器材 单摆装置，停表（精度为0.01s），钢卷尺（精度为1mm），游标卡尺（精度为0.02mm) 三，实验原理 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。 f =F sinθf θ T=F cosθ F= mg L 单摆原理图
摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 L x = θsin f=θsin F =-L x mg - =-m L g x 由f=ma ，可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。 单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a = m f =-ω2 x 可得ω=l g ，即02 22=+x dt x d ω，解得)cos(0?ω+=t A x ，0A 为振幅，?为初相。 应有[])2cos())((cos )cos(000?πω?ω?ω++=++=+=t A T t A t A x 于是得单摆运动周期为：T =ωπ 2=2πg L 即 T 2=g 2 4πL 或 g=4π22 T L 又由于细线不是完全没有质量，他在外力作用下也不可能完成伸长，所以，单摆的重力加速度公式修正为 22 21 4T d L g +=π 四，实验步骤 1，数据采集 （1）测量摆长L 用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ，用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长 d l L 2 1+= （2）测量摆动周期 用手把摆球拉至偏离平衡位置约? 5放开，让其在一个铅直面内自由摆动，当小球通过平衡位置的瞬间，开始计时，连续默数100次全振动时间为t ，再除以100，得到周期T 。 （3）将所测数据列于下表中，并计算出摆长、周期及重力加速度。
实验 用打点计时器测速度教案
1.4 实验：用打点计时器测速度 ★新课标要求 （一）知识与技能 1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。 2、会安装并使用打点计时器。 3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。 4、明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。 （二）过程与方法 1、通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。 2、通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。 3、通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。 4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。 （三）情感、态度与价值观 1、感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。 2、经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。 3、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。 ★教学重点 1、打点计时器的使用。 2、由纸带计算物体运动的瞬时速度。 3、画物体的速度—时间图象。 ★教学难点 1、对纸带数据的处理。 2、画图象的方法。 ★教学方法 教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。 ★教学过程 （一）课前活动 教师活动：课前布置学生预习本节实验。 学生活动：学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。 （二）进行新课 1、对“打点计时器的认识”的学习 教师活动：教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点部分 学生活动：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。 教师活动：指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。 学生活动：动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。 教师活动：聆听学生回答，进行点评和指导。 学生活动：思考23页的思考与谈论：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？如果纸带上的点
实验一自由落体重力加速度的测定
实验一自由落体重力加速度的测定 一、实验目的 1. 通过测定重力加速度，加深对匀加速运动规律的理解： 2. 学习用光电法计时； 3. 学习用落体法测定重力加速度． 二、仪器组成 YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪、YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计、钢球、卷尺等 三、仪器结构 1. YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒 计面板如图l所示 2. 自由落体测定仪如图2所示 四、实验原理 在重力作用下，物体的下落运动是匀加速直线运 动．可用下列方程来描述： 式中s是在时间t内物体下落的距离．g是重力加速度．如果物体下落的初速度为0，即Vo=0时， 可见若能测得物体在最初t秒内通过的距离S，就可以 估算出g的值，在实验中要严格保证初速度为零有一定 的困难.,故常采用下列方法：实验时，让物体从静止开 始自由下落．如图3所示，设它到达A点的速度为V0. 从A点开始，经过时间t1到达B点，令A、B两点的距 离为S1.， 则 若保持上述的初始条件不变，则从A点起，经过时
间t2后．物体到达C点．令A、C两点的距离为S2．则 由式3和式4得： 以上两式相减，得： 那么就有 这里不再出现初速度值，式中的各值均可用自由落体测定仪测量得到． 五、实验步骤 1．调节自由落体仪垂直．将重锤装置安装好，调整底座上的调节螺旋，使重锤悬线与 落体仪两立柱平行． 2．将第一光电门放在立柱A处．如离顶端20cm处，调第二光电门于B处．如两光电门相距90cm处，将实验装置上的激光器、接收器与YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专 用毫秒计连接，打开电源，可看见激光器发出红光． 3．调节上、下两个激光器。使激光束平行地对准重锤线后，取下重锤装置． 4．保持上、下两个激光器位置不变，调节上、下两个接收器分别与对应的激光器对准(使激光束垂直射入接收器入射孔)，直至用手指通过上、下两光电门时，专用毫秒计能正常计 时． 5．按动YJ-LG-3自由落体重力加速度测定仪专用毫秒计功能键(使用方法见附录)，选择计时精度为0.0001s，(测完一组数据后，按动复位键归零)． 6．用手指托住钢球至落球定位孔，迅速松开手指，记录钢球自由下落通过上、下两光 电门的时间t1。 7．用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间的距离S1。 8. 重复以上步骤，测量八组数据，求平均值． 9．重复以上步骤，改变两光电门距离，用卷尺置于两光电门之间，测出两激光束之间 的距离S2，测量八组t2数据，求平均值． 10．将实验数据填入下表．并按式(8)计算重力加速度g．求其误差．
实验用打点计时器测速度
实验用打点计时器测速 度 Company number【1089WT-1898YT-1W8CB-9UUT-92108】
实验：用打点计时器测速度 [目标定位] 1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用打点计时器.2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.理解速度随时间的变化图象，并能根据图象分析物体的运动． 一、了解打点计时器 1．作用及分类 打点计时器是一种使用交流(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔打一次点．打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移．供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种． 2．电磁打点计时器 (1)工作电压：6V以下的交流(填“交流”或“直流”)电源． (2)原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点． 3．电火花计时器 (1)工作电压：220V交流(填“交流”或“直流”)电源． (2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．4．两种打点计时器误差比较 电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小． 二、练习使用打点计时器 1．实验步骤 (1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带． (2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V低压交流电，电火花计时器接220V交流电)．
(3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源． (4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×. (5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx. (6)利用公式v＝Δx Δt 计算出纸带在这段时间内的平均速度． 2．注意事项 (1)打点前应把手停在靠近打点计时器的位置． (2)打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带． (3)打点之后应立即关闭电源． (4)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位． 三、用打点计时器测量平均速度和瞬时速度 1．根据纸带计算平均速度 用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，n个点之间的时间Δt＝(n－1)×．则平均 速度v＝Δx Δt . 2．根据打点计时器计算瞬时速度 (1)原理：取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v＝Δx Δt 测出这一段位移 内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移来计算． 如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即v E＝Δx Δt . 图1 (2)数据处理：把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、 B、C、D、……，如图2所示，依次测出各点到O点的距离，再算出OA、AB、