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《實驗中的誤差和有效數字》《科學測量:做直線運動物體的瞬時速度》勻變速直線運動的研究PPT

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第一部分內容:實驗基礎

實驗目的

1.理解科學測量中的誤差和有效數字。

2.練習使用打點計時器。

3.利用打點計時器測量小車的速度。

4.測定勻變速直線運動的加速度。

實驗器材

電磁打點計時器、紙帶、復寫紙、低壓交流電源、小車、墊片、長木板、刻度尺、導線等。

1.兩種打點計時器的對比

2.電磁打點計時器的工作原理

如圖所示,當給電磁打點計時器的線圈通電后,線圈產生磁場,線圈中的振片被磁化,振片在永久磁鐵磁場的作用下向上或向下運動,由于交流電的方向每個周期要變化兩次,因此振片被磁化后的磁極要發生變化,永久磁鐵對它的作用力的方向也要發生變化。振動片的一端裝有打點針,當紙帶從針尖下通過時,便會打上一系列點。

3.電火花打點計時器的工作原理

電火花打點計時器是利用電火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器。使用時,墨粉紙盤套在紙盤軸上,并夾在兩條紙帶間,當接通220 V交流電源,按下脈沖輸出開關時,計時器發出的脈沖電流經接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸,產生火花放電,于是在運動的紙帶上就打出一列點跡。

誤差分析

1.科學測量中的誤差

(1)絕對誤差和相對誤差:測量值與真實值之差稱為絕對誤差,絕對誤差與真實值的比值稱為相對誤差。

(2)系統誤差與偶然誤差:由于測量原理不完善或儀器本身缺陷等造成的誤差稱為系統誤差,對同一物理量進行多次測量時,由于各種偶然因素而產生的誤差稱為偶然誤差。

2.科學測量中的有效數字

人們把測量結果中能反映被測量大小的帶有一位估讀數字的全部數字稱為有效數字。

3.本實驗中的誤差分析

... ... ...

第二部分內容:實驗考點

考點一   打點計時器的使用

[典例1] 打點計時器是高中物理中重要的物理實驗儀器,圖中甲、乙兩種打點計時器是高中物理實驗中常用的。請回答下面的問題。

(1)甲圖是______打點計時器,電源采用的是______。

(2)乙圖是______打點計時器,電源采用的是______。

(3)某同學在“測量小車的瞬時速度”的實驗中,用打點計時器在紙帶上打的點記錄小車的運動情況。他做此實驗時步驟如下:

A.拉住紙帶,將小車移至靠近打點計時器處,放開紙帶,再接通電源。

B.將打點計時器固定在長木板一端,并將該端墊高,然后接好電路。

C.小車停止運動后,直接取下紙帶。

D.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔。

E.換上新紙帶,重復操作三次,然后從各紙帶中選取一條清晰的進行數據處理。

其中錯誤或遺漏的步驟有:

①___________________________________________;

②_______________________________________________。

將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上:_______。

[對點訓練]

1.用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序寫的不完整的實驗步驟,按照你對實驗的理解,在各步驟空白處填上適當的內容,然后按實際操作的合理順序,將各步驟的字母代號寫在空白處。

A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線,導線的另一端分別接在低壓________(填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上。

B.把電磁打點計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過______,并壓在________下面。

C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離Δs。

D.切斷電源,取下紙帶,如果共有n個清晰的點且打點間隔為0.02 s,則這段紙帶記錄的時間Δt=________。

E.接通電源開關,再用手水平地拉動紙帶,紙帶上打下一系列小點。

F.利用公式v=ΔsΔt計算紙帶運動的平均速度。

實驗步驟的合理順序是__________。

考點二   直線運動瞬時速度的測量

[典例2] 某同學在做“測量小車的瞬時速度”的實驗時,得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示,在紙帶上依次選出7個計數點,分別標以O、A、B、C、D、E和F,每相鄰的兩個計數點間還有四個點未畫出,每相鄰兩計數點間時間間隔為T,打點計時器所用電源的頻率是50 Hz。

... ... ...

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