高中物理 第一章 第四课时 实验：用打点计时器测速度学案 新人教版必修1.doc

第四课时实验：用打点计时器测速度实验目的1了解打点计时器的结构、原理及使用方法2学会用打点计时器测量物体的速度3能利用vt图象分析实验数据，描述物体的运动实验原理1 打点计时器的原理及使用电火花计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220 v交流电6 v交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期0.02 s0.02 s记录信息位移、时间2.与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移x，这两点间的时间间隔可由t(n1)0.02 s求得，则平均速度v.当t很短时，可以认为为t时刻的瞬时速度实验器材打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸实验过程1实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 v的低压交流电源上(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点随后关闭电源(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么这n个点的间隔数为(n1)，则纸带的运动时间t(n1)0.02 s.(5)用刻度尺测量出这几个点间的距离x.(6)利用公式v计算出纸带在这段时间内的平均速度(7)把纸带上能看得清的某个点作为起始点o，以后的点分别标上a，b，c，d，作为“计数点”，如图所示，依次测出o到a、a到b、b到c之间的距离x1，x2，x3，2数据处理(1)打点计时器打点的周期为t，则a，b，c，d，各点的瞬时速度分别为：va，vb，vc，vd，把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.位置abcdef(xnxn1)/mv/(ms1)(2)利用v-t图象分析物体的运动v-t图象：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v-t图象v-t图象的意义：v-t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹注意事项1实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象2使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再拉动纸带3手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集4使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面5使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度6打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源7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测量点o之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位误差分析1利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移x来求平均速度2分段测量计数点间的位移x带来误差减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点o的距离，再分别计算出各计数点间的距离3计数点间的时间t搞错计数点间涉及到n个打印点，计数点间的时间间隔为t(n1)0.02 s而非tn0.02 s.4作v-t图象粗糙带来误差1下列关于打点计时器的说法中，正确的是(bd)a打点计数器可以连续工作很长时间，前后两次打点之间，只要时间间隔很短，完全可以在前一次打完点后不关闭电源b在正常工作的情况下，打点计时器每打两次点的时间间隔相等c纸带通过电火花计时器时，不会受到摩擦阻力的作用d电火花计时器是一种比电磁打点计时器先进的计时器，因此，使用电火花计时器进行实验，结果一定比使用电磁打点计时器更精确2下列说法中正确的是(acd)a电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样b电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样c电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的d电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02 s3当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的是(abd)a点痕记录了物体运动的时间b点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移c点在纸带上分布的情况，反映了物体的质量和形状d点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况解析：打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记录了物体运动的位移，故可反映物体的运动情况4打点计时器所用的电源是50 hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是t，若纸带上共打出n个点，这条纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是(c)at0.1 s，tntbt0.05 s，t(n1)tct0.02 s，t(n1)tdt0.02 s，tnt解析：电源频率f50 hz，则相邻点间的时间间隔t s0.02 s，纸带上共打出n个点，则有n1个时间间隔即t(n1)t，c正确5关于打点计时器打在纸带上的点，下列叙述正确的是(bd)a必须从第一个点开始选取整条纸带b根据情况选取点迹清晰的部分纸带c选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02n sd选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02(n1)s6一物体做直线运动的图象如图所示，则该物体(a)a先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同b先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反c先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同d先做减速运动后做加速运动，速度方向相反解析：根据图象可知，物体速度先增大后减少，即先做加速运动，后做减速运动由于图线在时间轴上方，速度方向都为正，方向相同，故选项a正确7如图所示为一物体做匀变速直线运动的图象由图象作出的下列判断中正确的是(bd)a物体始终沿正方向运动b物体先沿负方向运动，在t2 s后沿正方向运动c在t2 s前物体位于出发点负方向上，t2 s后位于出发点正方向上d在t2 s时，物体距出发点最远解析：物体的运动方向即为速度方向由图象知，在t2 s前，速度为负，物体沿负方向运动，2 s后速度为正，物体沿正方向运动，a是错的，b是正确的物体的位置由起点及运动的位移决定取起点为原点，则位置由位移决定在vt图象中，位移数值是图象与坐标轴所围的面积由图象可知t2 s时物体的位移为负，t2 s时绝对值最大t2 s后，位移为负位移与正位移的代数和，绝对值减小，所以t2 s时位移绝对值最大即物体离出发点最远，所以d正确，c错，所以选b、d.8在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(1)_；(2)_a拉住纸带，将小车靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源b将打点计时器固定在平板上，并接好电路c把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码d取下纸带e将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上_.答案：(1)a中应先接通电源，再释放纸带(2)d中取下纸带前应先断开电源becad9电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，它的工作电压是_v，当电源的工作频率是50 hz时，它打点间隔是_s.一个同学在用电火花计时器研究小车的运动时，打出了一条纸带如图所示，测出相邻各点间的距离分别为：ab1.99 cm，bc3.01 cm，cd4.00 cm，de4.00 cm，ef4.01 cm，fg4.98 cm，gh6.01 cm，hi3.98 cm，由以上数据可知该小车的运动特点是(需说明理由)：_；_.答案：交流2200.02小车的运动是变速运动，因为在相同时间内的位移不相等小车在cf段的运动可近似看做匀速运动，因在同样的计时间隔内的位移近似相等10一个同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不完整的纸带，如图所示纸带上有七个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米(1)