课时4实验：用打点计时器测速度

1 课题 课时课时 4 实验 用打点计时器测速度实验 用打点计时器测速度 知识要求 实验目的 1 知道打点计时器的构造和原理 学会使用打点计时器 能根据 打出的纸带计算打几个点所用的时间 会计算纸带的平均速度 能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度 认识 v t 图象 并能根据 v t 图象判断物体的运动情况 2 通过速度测量过程的体验 领悟两个方法 一是用图象处理物 理数据的方法 二是极限法或说无限趋近法 加强一个认识 实验是检验理论的标准 重点 难点 1 两种打点计时器的区别与联系 2 实验操作步骤 3 实验过程出现问题的判断及解决方法 4 实验后数据的处理方法 基础训练 1 关于打点计时器在纸带上打出的点痕 下列说法中正确的是 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 点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况 D 根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动物体的瞬时速度 2 在使用打点计时器前应检查 A 所用电源是否符合要求 B 纸带是否平整 C 打点周期的等时性是否良好 D 复写纸安装是否正确 例题讲解 3 由打点计时器打出的纸带可以直接得到 可直接测量得到 而不需经过计算 的物理 量是 A 时间间隔 B 位移 C 加速度 D 平均速度 4 在使用打点计时器时 A 每打完一列点子就要切断电源 B 不要移动圆形复写纸片的位置 C 纸带一定要从两限位孔穿过 并且压在复写纸的下面 D 侧向移动限位孔位置 在一条纸带上可以打出两列点 提高纸带的利用率 5 在使用打点计时器时 A 应先接通电源 再使纸带运动 B 应先使用纸带运动 再接通电源 C 在使纸带运动的同时接通电源 D 先使纸带运动或先接通电源都可以 2 课后训练 一 选择题 6 下面是四位同学在测定匀速运动的小车的速度时分别打出的四条纸带 纸带上的点 迹比较理想的是 7 运动小车拉动的纸带通过打点计时器后 在纸带上留下的点子中有 5 个连续清晰的点 测出 5 个点间的距离为 20cm 则 A 小车运动的平均速度为 2 00m s B 小车运动的平均速度为 2 50m s C 小车运动的平均速度为 200m s D 小车运动的平均速度为 250m s 8 某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后 纸带上打下了一列点 他要根据这列 点计算纸带运动的平均速度及纸带是否做匀速直线运动 则下列操作正确的是 A 他首先查清共有多少个点 B 他首先从第一个能看清的点数起 查清共有多少个点 C 他分别测出每两个相邻清晰点间的距离 然后相加 把相加的结果作为所有能够 看清点间的总长度 用来计算平均速度 D 他分别测出每两个相邻清晰点间的距离 用来计算各段的平均速度 判断是否是 匀速运动 二 填空题 9 根据图所示的打点计时器构造图 指出各主要部件的名称 10 电磁打点计时器的电源应是 电源 通常的工作电压为 伏 实验室 使用我国民用电时 每隔 秒打一次点 如果每打 5 个取一个计数点 即相邻两 个计数点间的时间间隔为 秒 11 电磁打点计时器是一种使用交流电源的 仪器 当电源的频率为 50Hz 时 振 针每隔 s 打一次点 现在用打点计时器测定物体的加速度 当电源频率低于 50Hz 时 如果仍按频率为 50Hz 的时间间隔打一次点计算 则测出的加速度数值 选 填 大于 小于 或 等于 频率为 50Hz时测出的加速度的值 12 打点计时器是一种使用 流电源的 仪器 它的工作电压为 V 当电源频率为 50Hz 时 它第隔 s 打一次点 当电源的频率为 60Hz 时 它第隔 s 打一次点 3 13 下图是某同学用打点计时器 电源频率为 50Hz 研究某物体运动规律时得到的一段 纸带 从 A 点通过计时器到 B 点通过计时器历时 s 位移为 m 这 段时间内纸带运动的平均速度为 m s BC 段的平均速度为 m s 而 AD 段的平均速度是 m s 4 答案答案 1 ABC2 A B C D 应注意 1 还应检查振针的高度是否适当 固定振动片的螺丝是 否松动 如果有上述现象会出现漏点 双点 等时性不良情况 2 如果经检查发现打 点计时器有问题 不要自己调整 应请实验老师调整 3 一个性能良好的打点计时器 的振动片的固有频率和所使用交流电频率相等 这样使振动片共振 振幅较大 打点清 晰 等时性好 而振动片的固有频率与振动片的长度及材料的弹性系数有关 可以通过 调节振动片的长度来调整它的固有频率 改变振动片的长度 观察振动片的振幅 把振 动片长度固定在振幅最大位置 3 A B4 A C D 每打完一列点就要切断电源 是为 了防止线圈过热而损坏 圆形复写纸是套在定位轴上的 定位轴可以移动 每打完一列 点后移动一下定位轴 以充分利用复写纸的各个部位 可保证打点清晰 限位孔也可以 侧向移动 但在移动时要保证两限位孔纵向对齐 移动后要把螺钉拧紧 5 A6 B7 B 此题的解答有两点需要注意 一是在 5 个连续点间只有 4 个间隔 因此在这 5 个点间 运动的总时间为 0 02 4s 0 08s 二是要注意长度的单位是 cm 在计算平均速度时应把 cm 换成 m 8 B D 在大多数测量中不需要全部的点子 因此在很多情况下把最先打出 的一些不很清晰 分布不够合理的点子舍去 而利用那些清晰的 分布合理的点子 在 此题的实验中也应如此处理 因此 A 选项错误 B 选项正确 在测量距离时 按 C 选项 所叙的方法测量误差较大 原因是每次测量都会带来绝对误差 在相加时会造面误差积 累 正确的方法是用较长的尺一次测出所需的总长 D 答案的叙述是正确的 因为计算各 段的平均速度时需要的是各段的长度 必须分段测量 10 低压交流 4 6 0 02 秒 0 1 11 计时 0 02 大于 12 交 计时 4 6 0 02 0 017 这里取了两位有效数字 打点计时器打点的时间间 隔由所用交流电源的频率决