14实验：用打点计时器测速度 (2).ppt

第一章第一章 运动的描述运动的描述4 实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度实验准备实验准备 预习交流预习交流 伽利略开科学实验的先河，把实验的方法引入伽利略开科学实验的先河，把实验的方法引入科学研究。实验推动了物理学的发展，一方面，物科学研究。实验推动了物理学的发展，一方面，物理概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖理概念的形成、规律的发现、理论的建立，都有赖于实验；另一方面，概念、规律和理论的正确性要于实验；另一方面，概念、规律和理论的正确性要不断受到实验的检验。请列举出能说明这两方面的不断受到实验的检验。请列举出能说明这两方面的例子。例子。 结合你两年学物理的经历，谈谈做实验对你能结合你两年学物理的经历，谈谈做实验对你能达到什么目的？有没有达到如书中所列的目的？达到什么目的？有没有达到如书中所列的目的？ 结合做实验的过程，如实验前、实验中和实验结合做实验的过程，如实验前、实验中和实验后的经过，谈谈怎样做好物理实验？后的经过，谈谈怎样做好物理实验？实验准备实验准备 误差和有效数字误差和有效数字 什么叫直接测量值？什么叫直接测量值？ 什么叫间接测量值？什么叫间接测量值？ 什么叫误差？什么叫误差？ 偶然误差的产生原因？偶然误差的特点？针对偶然误差的产生原因？偶然误差的特点？针对偶然误差的特点用什么方法减小偶然误差？偶然误差的特点用什么方法减小偶然误差？ 系统误差的产生原因？系统误差的特点？针对系统误差的产生原因？系统误差的特点？针对系统误差的特点用什么方法减小系统误差？系统误差的特点用什么方法减小系统误差？实验准备实验准备 误差和有效数字误差和有效数字 刻度尺的分度值是刻度尺的分度值是1mm，一些长度读数为：，一些长度读数为：15.6mm、5.6mm、0.56cm、0.0156m、0.0106m、0.0150m、1.0610-2m、1.5010-2m的有效数字位数的有效数字位数各是多少？各是多少？ 15.6mm、1.0610-2m各表达了什么意义？最后各表达了什么意义？最后一位一位6是如何得到的？是如何得到的？ 如果把铜线密绕在木棒上，共如果把铜线密绕在木棒上，共12圈，测量这圈，测量这12圈的直径之和为圈的直径之和为15.1mm，计算铜线的直径（结果保，计算铜线的直径（结果保留两位有效数字）。留两位有效数字）。 实验准备实验准备 板书板书 1.4.0误差和有效数字误差和有效数字1.测量值测量值:直接直接测量值（经测量值（经仪器仪器）,间接间接测量值（经测量值（经计算计算）2.误差误差:测量值跟被测物理量的真实值之间的测量值跟被测物理量的真实值之间的差异差异。产生原因、表现特点产生原因、表现特点：偶然误差（求平均值）：偶然误差（求平均值）,系统误系统误差（改进）。差（改进）。表示方法表示方法：绝对误差：绝对误差,相对误差（尽量减小相对误差）相对误差（尽量减小相对误差）3.有效数字有效数字用用小数小数表示物理测量和计算结果，写法从左往右，表示物理测量和计算结果，写法从左往右，从左从左往右第往右第1个不为个不为0的数，数到最右，得到的位数的数，数到最右，得到的位数即为有效即为有效数字的位数。数字的位数。计算结果计算结果要求有效数字位数的一定按要求给出结果，没要求有效数字位数的一定按要求给出结果，没有要求的一般取两位或三位有效数字就可以了。有要求的一般取两位或三位有效数字就可以了。 实验实验1 认识打点计时器认识打点计时器 N S+-N-+S接线柱接线柱线圈线圈振片振片振针振针永久磁铁永久磁铁底座底座限位孔限位孔定位轴定位轴实验实验1 认识打点计时器认识打点计时器 请同学集中注意力观察我的操作及其顺序，当请同学集中注意力观察我的操作及其顺序，当我停下来后请同学按顺序叙说我的操作。我停下来后请同学按顺序叙说我的操作。 纸带上打下的点记录了哪些信息纸带上打下的点记录了哪些信息? 数点能获得什数点能获得什么？测量两点间距离获得什么？么？测量两点间距离获得什么？ 构造构造:接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔、定位轴孔、定位轴 、复写纸、复写纸原理原理:电磁铁与永久磁铁相互作用，频率电磁铁与永久磁铁相互作用，频率50Hz、周、周期期0.02s 用途用途:计时计时 注意事项注意事项:交流、电压交流、电压6V,先通电等待先通电等待12s后拖动纸后拖动纸带或释放物体、先切断电源后拾取纸带带或释放物体、先切断电源后拾取纸带 实验实验1 认识打点计时器认识打点计时器构造构造:电源插头、脉冲输出电源插头、脉冲输出开关、正负脉冲输出、放电开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴针、墨粉纸盘、纸盘轴原理原理:脉冲电流经放电针、脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，蒸发墨粉落在纸带花放电，蒸发墨粉落在纸带上，频率上，频率50Hz、周期、周期0.02s用途用途:计时计时 注意事项注意事项:交流、电压交流、电压220V,先通电等待先通电等待12s后拖动纸后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带输出开关后拾取纸带 电源电源插头插头正负脉正负脉冲输出冲输出脉冲脉冲输出输出开关开关放电放电针针墨粉墨粉纸盘纸盘纸盘纸盘轴轴实验实验1 板书板书电火花计时器电火花计时器构造构造:电源插头、脉冲输出电源插头、脉冲输出开关、正负脉冲输出、放电开关、正负脉冲输出、放电针、墨粉纸盘、纸盘轴针、墨粉纸盘、纸盘轴原理原理:脉冲电流经放电针、脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，蒸发墨粉落在纸带花放电，蒸发墨粉落在纸带上，上，频率频率50Hz、周期、周期0.02s用途用途:计时计时 注意事项注意事项:交流、交流、电压电压220V,先通电等待先通电等待12s后拖动纸后拖动纸带或释放物体、先切断脉冲带或释放物体、先切断脉冲输出开关后拾取纸带输出开关后拾取纸带 电磁打点计时器电磁打点计时器构造构造:接线柱、接线柱、线圈、振线圈、振片、振针、永久磁铁、片、振针、永久磁铁、复写纸、限位孔、定位复写纸、限位孔、定位轴轴 原理原理:电磁铁与永久磁铁电磁铁与永久磁铁相互作用，相互作用，频率频率50Hz、周期周期0.02s 用途用途:计时计时 注意事项注意事项:交流、交流、电压电压6V,先通电等待先通电等待12s后拖动后拖动纸带或释放物体、先切纸带或释放物体、先切断电源后拾取纸带断电源后拾取纸带 实验实验1 步骤、要领步骤、要领1.把打点计时器固定在实验桌上（把打点计时器固定在实验桌上（不许松动不许松动!）,（是电是电磁式还是电火花式磁式还是电火花式?）连接电源（）连接电源（通电检查通电检查!）.2.把纸带穿过限位孔把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上（复写纸压在纸带上（纸带在下复写纸带在下复写纸在上纸在上!试拉检查试拉检查!）.3.先通电等待先通电等待12s,后拖动或释放物体（后拖动或释放物体（先通电后拉动先通电后拉动!控制快慢控制快慢!）.4.先切断电源先切断电源,后取下纸带（后取下纸带（先断电后取带先断电后取带!）.5.再取再取23条纸带条纸带,重复重复24步步23次次. 6.选取纸带（选取纸带（点迹清晰点迹清晰?漏点拖点漏点拖点?）,测量点编号（测量点编号（注意注意先后先后!写下序号写下序号!）,数点计时（数点计时（点数不等于间隔数点数不等于间隔数!）.7.用刻度尺测量距离（用刻度尺测量距离（最小分度最小分度?有效数字有效数字?）,记录数据记录数据（忠实地记录原始数据忠实地记录原始数据!）,保留纸带（保留纸带（不能丢失不能丢失!）.8.整理实验器材（整理实验器材（不要忘记不要忘记!）.实验实验1 分析数据分析数据列表法列表法:高中实验报告册高中实验报告册 物理物理 必修必修1 国标国标人教版人教版 第第3页。页。txv平均速度平均速度实验实验2 实验原理实验原理012x0.08sx0.06sx0.04s0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10cm实验实验2 步骤、要领步骤、要领1.把打点计时器固定在实验桌上（把打点计时器固定在实验桌上（不许松动不许松动!）,（是电是电磁式还是电火花式磁式还是电火花式?）连接电源（）连接电源（通电检查通电检查!）.2.把纸带穿过限位孔把纸带穿过限位孔,复写纸压在纸带上（复写纸压在纸带上（纸带在下复写纸带在下复写纸在上纸在上!试拉检查试拉检查!）.3.先通电等待先通电等待12s,后拖动或释放物体（后拖动或释放物体（先通电后拉动先通电后拉动!控制快慢控制快慢!）.4.先切断电源先切断电源,后取下纸带（后取下纸带（先断电后取带先断电后取带!）.5.再取再取23条纸带条纸带,重复重复24步步23次次. 6.选取纸带（选取纸带（点迹清晰点迹清晰?漏点拖点漏点拖点?）,测量点编号（测量点编号（注意注意先后先后!写下序号写下序号!）,数点计时（数点计时（点数不等于间隔数点数不等于间隔数!）.7.用刻度尺测量距离（用刻度尺测量距离（最小分度最小分度?有效数字有效数字?）,记录数据记录数据（忠实地记录原始数据忠实地记录原始数据!）,保留纸带（保留纸带（不能丢失不能丢失!）.8.整理实验器材（整理实验器材（不要忘记不要忘记!）.实验实验2 分析数据分析数据1.列表法列表法:高中实验报告册高中实验报告册 物理物理 必修必修1 国标国标人教版人教版 第第7页。页。txv“瞬时速度瞬时速度” ,以测量点为时间中点以测量点为时间中点,前后各前后各取取0.1s,则则t=0.2s,可得可得6个个“瞬时速度瞬时速度”。2.图像法图像法:在坐标纸上建立坐标系（在坐标纸上建立坐标系（横坐标表示时间横坐标表示时间,纵坐标表示瞬时速度纵坐标表示瞬时速度?）; 选取合适的标度（选取合适的标度（反映记录数据的有效数字反映记录数据的有效数字,使使曲线能分布于大部分的坐标系中曲线能分布于大部分的坐标系中!）; 描点、连线（描点、连线（用平滑的曲线用平滑的曲线,通过尽可能多的点通过尽可能多的点,不能通过的点均匀分布在曲线两侧不能通过的点均匀分布在曲线两侧!）实验实验2 拓展拓展1.体会瞬时速度体会瞬时速度 （t0）的方法意义的方法意义 。txv0123x/mt/sv/ms-1实验实验2 拓展拓展2.列表法列表法记录记录x01、x02、 x03、x04、x05,及其对应及其对应时间。时间。 x-t图像法图像法:在坐标纸上建立坐标系（在坐标纸上建立坐标系（横坐标表示横坐标表示时间时间,纵坐标表示位移纵坐标表示位移?）; 选取合适的标度（选取合适的标度（反映记录数据的有效数字反映记录数据的有效数字,使使曲线能分布于大部分的坐标系中曲线能分布于大部分的坐标系中!）; 描点、连线（描点、连线（用平滑的曲线用平滑的曲线,通过尽可能多的点通过尽可能多的点,不能通过的点均匀分布在曲线两侧不能通过的点均匀分布在曲线两侧!）x/mt/s0123