高中物理 | 实验探究方法

打点计时器的学习使用体现了实验探究的科学方法,物理学是一门实验科学,用实验来研究问题,得出结论是物理研究中常用的方法。特别是通过学习测量计算瞬时速度,让学生了解模型与实际、理论与应用的关系。理论上,瞬时速度是△t→0的极限值,但实际操作中永远不可能达到瞬时速度值,实际测量的都是某段极短时间的平均速度。

例1、光电计时器是一种常用计时仪器,其结构如图1(甲)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接受装置,当有滑块从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现有某滑块通过光电门,计时器显示挡光时间是5×10-2s,用分度值为1 mm的刻度尺测量小滑块的长度d,示数如图1(乙)所示。

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(1)读出滑块的长度d=_____________cm;

(2)滑块通过光电门的速度v=_________________m/s。

分析:本题也可以看做一个信息题,做好此题不仅要从题目中获得有效信息,还要知道求解瞬时速度的理论上的方法。

解析:(1)滑块左端对应的刻度为4.00 cm,右端对应的刻度为8.14 cm,故滑块的长度8.14 cm-4.00 cm=4.14 cm。

(2)由速度公式高中物理 | 实验探究方法
可得高中物理 | 实验探究方法
=0.828m/s

答案:(1)4.14(4.12~4.16均可);

(2)0.828(0.824~0.832均可).

例2、一个物体拖动纸带做加速运动,获得打点计时器打出的一段纸带如图2所示,相邻两个计数点时间间隔为0.02 s。求:

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(1)打点计时器打下第6点到打下第11点之间物体的平均速度大小;

(2)打点计时器打下第7点时物体的瞬时速度大小。

分析:本题考查了两个知识点,平均速度与瞬时速度,利用刻度尺测量两点间的距离是基础,运用平均速度的公式求解是关键。

解析:(1)由题意可知,第6点到第11点的距离为x=6.66 cm,t=0.1 s,则平均速度高中物理 | 实验探究方法

(2)由题意可知,第6点到第8点的距离x"=2.44 cm,t"=0.04 s,高中物理 | 实验探究方法

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