《实验中的误差和有效数字》《科学测量：做直线运动物体的瞬时速度》匀变速直线运动的研究PPT

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第一部分内容：实验基础

实验目的

1.理解科学测量中的误差和有效数字。

2.练习使用打点计时器。

3.利用打点计时器测量小车的速度。

4.测定匀变速直线运动的加速度。

实验器材

电磁打点计时器、纸带、复写纸、低压交流电源、小车、垫片、长木板、刻度尺、导线等。

1．两种打点计时器的对比

2.电磁打点计时器的工作原理

如图所示，当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点。

3．电火花打点计时器的工作原理

电火花打点计时器是利用电火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带间，当接通220 V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，于是在运动的纸带上就打出一列点迹。

误差分析

1．科学测量中的误差

(1)绝对误差和相对误差：测量值与真实值之差称为绝对误差，绝对误差与真实值的比值称为相对误差。

(2)系统误差与偶然误差：由于测量原理不完善或仪器本身缺陷等造成的误差称为系统误差，对同一物理量进行多次测量时，由于各种偶然因素而产生的误差称为偶然误差。

2．科学测量中的有效数字

人们把测量结果中能反映被测量大小的带有一位估读数字的全部数字称为有效数字。

3．本实验中的误差分析

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第二部分内容：实验考点

考点一 打点计时器的使用

[典例1]　打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图中甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的。请回答下面的问题。

(1)甲图是______打点计时器，电源采用的是______。

(2)乙图是______打点计时器，电源采用的是______。

(3)某同学在“测量小车的瞬时速度”的实验中，用打点计时器在纸带上打的点记录小车的运动情况。他做此实验时步骤如下：

A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，放开纸带，再接通电源。

B．将打点计时器固定在长木板一端，并将该端垫高，然后接好电路。

C．小车停止运动后，直接取下纸带。

D．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔。

E．换上新纸带，重复操作三次，然后从各纸带中选取一条清晰的进行数据处理。

其中错误或遗漏的步骤有：

①___________________________________________；

②_______________________________________________。

将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上：_______。

[对点训练]

1．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号写在空白处。

A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。

B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过______，并压在________下面。

C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δs。

D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点且打点间隔为0.02 s，则这段纸带记录的时间Δt＝________。

E．接通电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。

F．利用公式v＝ΔsΔt计算纸带运动的平均速度。

实验步骤的合理顺序是__________。

考点二 直线运动瞬时速度的测量

[典例2]　某同学在做“测量小车的瞬时速度”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标以O、A、B、C、D、E和F，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，每相邻两计数点间时间间隔为T，打点计时器所用电源的频率是50 Hz。

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