高中物理人教版必修一第一章第4节实验用打点计时器测速度学案2

1、1.4实验：用打点计时器测速度学案.知识要点:1. 学习使用打点计时器。2. 学会使用打点计时器测平均速度。体会测瞬时速度的方法。在实验过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验事实。二.要点预习：（一）实验目的用打点计时器测速度（二）实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器），木板，,导线。（三）实验原理1. 电磁打点计时器电磁打点计时器的构造如图所示，包含底座、接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔、定位轴等部件。限位孔接线柱定忡轴电磁打点计时器是一种使用的计时仪器，工作电压为，当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，振针也就跟着上下振动。如果电源的频率为50Hz,振针就会通

2、过复写纸每隔在纸带上打出一个小点。2. 电火花计时器脉冲输出插座、脉冲输出开关、压纸电火花计时器的构造如图甲所示，包含电源插头、条、纸盘轴、墨粉纸盘等部件。址洁1使用时，套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间，接通交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生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。当电源的频率是50Hz时，每隔在纸带上打一个点。电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。3. 练习使用打点计时器把打点计时器固定在桌子上

3、，然后把纸带装好，先启动，然后用手水平纸带，纸带上打出一行小点，然后立即电源。4. 用打点计时器测瞬时速度用打过点的纸带，如图。根据量出的A、D间的距离X和时间间隔At，算出A、D间Xv=的平均速度厶t。用这个速度代表纸带经过A点时的，如果让再小一些（如A、C之间或A、B之间），用平均速度代表某点的瞬时速度会。二一5ABCBE5. 用图象表示速度质点运动的速度可以用图象来表示。在平面直角坐标系中，用纵轴表示速度，用横轴表示时间，将各个时刻的速度用在坐标平面上表示出来。然后用，这就是速度一时间图象或v-t图象（v一tgraph）。（四）实验步骤1. 将打点计时器固定在桌子上。2. 装好纸带，连接

4、好电源。3. 启动电源，用手水平拉纸带，打完点后立即关闭电源。4. 重复3的步骤再打几条纸带。5. 选一条点迹清晰的纸带，从某个点开始，标出几个（一般68个）点。6计算所选各点对应的瞬时速度。读出所选各点到第一个点的时间间隔。将v、t值填入记录表格。占八、ABCDEFGH时刻速度7.建立速度一一时间图象，用一条平滑的曲线“拟合”所描各点。（五）根据纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度1. 在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz）,所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小。-zv=2. 根据'：t,求出在任意两点间的平均速度，这里X为用直尺量出的两点间的距离,t为

5、两点间的时间间隔数与0.02s的乘积，这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。（六）粗略计算瞬时速度某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的两点间的平均速度来表示。如图所示，VE："VDG或Ve:-Vdf«*DEFG-Axv=.一一说明在粗略计算E点的瞬时速度时，可利用公式来求解。但须注意的是，如果取离E点越近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但是距离过小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。三典型例题例1.打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了A. 物体运动的时间B. 物体在不同时刻的位置C. 物体在不同时间内的位移D. 物体在不同时刻的速度

6、解析：电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02s在纸带上打一个点。因此，根据打在纸带上的点迹，可直接反映物体的运动时间。因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置。虽然用刻度尺量出各点迹间的间隔，可知道物体在不同时间内的位移，再根据物体的运动性质可算出物体在不同时刻的速度，但这些量不是纸带上的点迹直接记录的。综上所述，正确的选项为AB。答案：A、B例2.如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，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,B点的瞬时速度更

7、接近于m/s。解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s。AC间的距离为14mm=0.014m,AD间的距离为25mm=0.025m。-zv=由公式t得0.01420.02m/s二0.35m/svADm/s=0.42m/s30.02答案：0.350.420.35四模拟试题1. 下列关于电磁打点计时器的说法中正确的是（）A. 打点计时器使用低压直流电源B. 打点计时器使用低压交流电源C. 使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02sD. 使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.1s2. 使用打点计时器时应注意（）A. 无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该

8、把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B. 使用打点计时器时，应先接通电源，再拉动纸带C. 使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行D. 使用打点计时器时，应将打点计时器先固定在桌子上3. 利用打点计时器打出的纸带（）A. 能准确地求出某点的瞬时速度B. 只能粗略地求出某点的瞬时速度C. 能准确地求出某段时间内的平均速度D. 可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度4. 如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动A5. 根据打点计时器打出的纸带，我们不利用公式计算就能得到的物理量是A.时间间隔B.位移C.瞬时速度D.平均速度6. 在测定

9、速度的实验中，使用打点计时器测量小车速度，实验得到一条纸带如图所示，0、1、2、3是选用的计数点，每相邻的计数点间还有3个打出点没有在图上标出。图中还画出了某次实验将米尺靠在纸带上进行测量的情况，图中所给的测量点的读数分别是、和。7. 在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图所示，取O为起点位置，每隔5个间隔为一个计数点。实验使用的电源是50Hz的低压交流电源，其中OA=0.60cm,OB=2.4cm,OD=9.60cm。已知物体在相等时间内位移的增量相同。则OC距离是cm;在B计数点处的瞬时速度vB=m/s。（图中单位为cm）*7_-_=0ABCD8. 用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车的运动情况。某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、1、2、3,量得0与1两点间距离xi=30mm