1、4 实验：用打点计时器测量 平均速度 第一章 运动的描述 1.了解电火花打点计时器的构造及工作原理. 2.学会使用打点计时器. 3.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度. 4.能根据实验数据作出物体的速度时间图像，并能根据图像 分析物体的运动. 目标 定位 栏目 索引 实验：用打点计时器测量平均速度 对点检测 自查自纠 实验：用打点计时器测速度 一、打点计时器及其原理 1.打点计时器是记录做直线运动物体的 和 的仪器. 2.电火花打点计时器 (1)工作电压： V 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
2、运动的纸带上 就打出一行点迹. 答案 位置时间 220交流 3.电磁打点计时器 (1)工作电压： 以下的电源. (2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下， 便振动 起来，带动其上的上下振动.这时，如果纸带运动，振针就通过复 写纸在纸带上留下一行点迹. 4.打点周期 打点计时器一般接我国市用交流电，交流电频率为50 Hz，计时器每隔 打一次点. 5.两种计时器误差比较 电火花打点计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小. 答案 6 V交流 振片 振针 0.02 s 二、实验步骤 图1 1.如图1所示，将木板固定在铁架台上，把电 火花打点计时器安装在倾斜的木板上，把小车 与纸带
3、装好，接好电源. 2.接通电源，将小车从斜面上由静止开始释放 ，纸带上就会打出一系列点迹. 3.关闭电源，取下纸带，以0.1 s为周期标注计 数点，如图2所示. 图2 三、分析与处理实验数据 1.分析纸带上的点迹，从数据可以看出，连续两点间的距离逐渐增大 ，小车做加速直线运动. 答案 (n1) 答案 图3 答案 图4 四、实验注意事项 1.打点前应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器处. 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
4、测量点O之间的距离).读数 时应估读到 的下一位. 答案 靠近 毫米 5.注意区分：打点周期和计数周期 打点周期是指两个相邻的计时点的时间间隔，即交流电源的周期，一 般为0.02 s. 计数周期是指两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻两个计数点之间 还有(n1)个计时点，则计数周期为T s. 例如，若相邻计数点间有4个计时点(或每5个计时点取一个计数点)，则 计数周期T50.02 s0.1 s. 答案 0.02n n典例精析 例1 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列 关于纸带上点迹的说法中正确的是( ) A.点迹记录了物体运动的时间 B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段
5、时间内的位移 C.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 解析答案 解析 从打点计时器的用途出发对选项进行筛选.打点计时器每隔一定 的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体 在不同时刻的位置和某段时间内的位移；纸带上点迹的分布情况反映 了物体的运动情况，点迹越密运动越慢. 答案 ABD 例2 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录 了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、 F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点 之间的时间间隔为0.1 s.(本题计算结果均保留3
6、位有效数字) 图5 (1)在实验中，使用打点计时器操作步骤应先 再 (填“ 释放纸带”或“接通电源”). 解析答案 解析 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先接通电源，再释放纸带. 接通电源 释放纸带 (2)每两个计数点间还有 个点没有标出. 解析答案 4 解析答案 (3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1 s测一次速度，计算出 打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表 vBvCvDvEvF 数值(m/s) 0.640 0.721 答案 0.400 0.479 0.560 解析答案 (4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图6所示的直角坐标 系中，并画出小
7、车的瞬时速度随时间变化的关系图线. 图6 解析 图线如下： 答案 见解析 返回 对点检测 自查自纠123 1.关于打点计时器，下列说法正确的是( ) A.纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 B.电火花计时器使用的是220 V交流电源 C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长 D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器的电源 解析答案 B 123 2.打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用 毫米刻度尺测量的情况如图7所示，纸带上A、C间对应的时间为 s ，纸带在A、C间的平均速度为 m/s.在A、D间的平均速度为 m/s.二者之间，B点的瞬时速度更接近于 m/s. 解析答案 图7 123 解析 由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s. A、C间的距离为14.0 mm0.014 0 m. A、C间对应的时间为0.022 s0.04 s. A、D间的距离为25.5 mm0.025 5 m. B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度. 答案 0.04 0.35 0.43 0.35 123 3.图8是某物体运动的vt图像. 答案 图8 物体的初速度为 ，在0t1内物体 做 运动，t1t2内做 运动，t2 t3内做 运动，物体的速度方向 (填“不变”或“变化”). 零 加速 匀速 减速 不变 返回
