实验用打点计时器测速度

1、实验用打点计时器测速度Document serial number NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108实验：用打点计时器测速度目标定位1.了解电磁打点计时器、电火花汁时器的构造及工作原理，学会使用打点讣时 器.2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.理解速度随时间的变化图象， 并能根拯图象分析物体的运动.一、了解打点计时器1. 作用及分类打点计时器是一种使用继(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50Hz 时，它每隔打一次点.打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的麵及在一段时间内的 位移.供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器

2、和电火花讣时器两种.2. 电磁打点计时器工作电压：6V以下的交流(填“交流”或“直流”)电源.(2) 原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来,带动其上的振针上 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小点.3. 电火花计时器(1) 工作电压：220V交流(填“交流”或“直流”)电源.(2) 原理：当接通电源、按下脉冲输岀开关时，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,于是在运动的纸带上就打出一行点迹.4. 两种打点计时器误差比较电火花讣时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小.二、练习使用打点计时器1. 实验步骤(1) 耙打

3、点il时器固左在桌子上并穿好纸带.(2) 把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6Y低压交流电，电火花 计时器接220V交流电).(3) 先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源.(4) 取下纸带，从能看得淸的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个 点的间隔数为个，则纸带的运动时间A t= U-1)X.用刻度尺测量出从开始il数的点到最后的点间的距离A.v.(6)利用公式算出纸带在这段时间内的平均速度.2. 注意事项(1) 打点前应把手停在靠近打点计时器的位置.(2J打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳左后，再拉动纸带.(

4、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测量点0之间的距离).读数时应估读到亳米的下一位.三、用打点计时器测量平均速度和瞬时速度1. 根据纸带计算平均速度用刻度尺测岀n个点之间的间距A as m个点之间的时间At= (/2-DX.则平均速度0= x2. 根拯打点计时器讣算瞬时速度A x(1) 原理：取包含某一位置在内的一小段位移，根据v=测岀这一段位移内的平均速 度，用这个平均速度代表纸带经过该位宜的瞬时速度.一般地，取以这个点为中间时刻的一 段位移来计算.A x如图1所示，点的瞬时速度可用从尸两

5、点间的平均速度代表，即v,=图1(2) 数据处理：把纸带上能看得淸的某个点作为起始点0,以后的点分別标上月、B、GD、,如图2所示，依次测出各点到0点的距离.再算出OA. AB、BC、的距离血.及、及、图2若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：匕=兰挣、心上+血_及+必_山+山2T、=2T、巾=2T、 把数据填入下表，根据数据判断纸带运动速度的变化情况.位置ABCDE尸Gv/ (m s x)3 注意为了减小实脸误差，A. B、G D-不一左是连续计时点，比如可以间隔7=(即每隔四个点) 取一个计数点，而讣算计数点的瞬时速度时，X、Ar应取此计数点前、后两个点之间

6、的位 移和时间，即卩=注上四. 用图象表示速度问题设计某同学根据打出的纸带，算出的各汁数点的速度见下表.t/sv/ (m s)(1)用横轴表示时间r,纵轴表示速度v,建立平而直角坐标系，在图3中作出物体的p-t 图象.图3L t图象是不是质点运动的轨迹从L t图象中可以知道哪些信息(3) 若质点做匀速直线运动，H v-t图象有什么特点答案L t图象不是质点运动的轨迹.从L r图象中可知任意时刻速度的大小和方向.(3) 匀速直线运动的Lf图象是与时间轴平行的直线.【例1】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计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上 的复写纸压在纸带

7、的上而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. 打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源解析电磁打点计时器使用复写纸，电火花计时器不用复写纸，故A错：实验时应当先接通 电源，再拉动纸带，故B正确：为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C正 确；打点计时器不能长时间连续工作，故D正确.答案BCDm 2i当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打岀点迹，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时间内的位移C. 纸带上点迹的分布情况反映了物体的

8、运动情况D. 纸带上的点越密，说明物体运动得越快解析从打点计时器的用途出发对选项进行筛选.打点计时器每隔一泄的时间打下一个点， 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務：纸 带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况，点迹越密物体运动越慢.答案ABC【例31如图4所示是做“用打点计时器测速度”实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开 始依照打点的先后每两个点取一个计数点依次标为0、1、2、3、4、5、6，现测得0、1 间的距离jti=5. 18cm, 1、2间的距离足=4. 40cm, 2、3间的距离及=3. 62cm, 3、4间的距离 罰=2. 78cm, 4、

9、5间的距离及=2. 00cm, 5、6间的距离及=1.22cm（每打一次点）.图4（1）根拯测量数据，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中.解析（1）某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示打1点时：上+上*“/V1仃 al20nvs,打2点时：北+及vz仃 al.OOnvs,打3点时：及+山八z0. 80m/s,打4点时：+及Vi仃 a060nvs,打 5 点时：40m/s.将数值填入表格中.1234L0v/ （m s，）（2）描点并连线得小车的速度一时间图象.由图象可知，小车速度均匀减小.答案见解析1. 用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下而是没有按操

10、作顺序写的不完整的实验步 骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序， 将各步骤的字母代号按顺序写在空白处.A. 在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的好一端分别接在低压（选填“交 流”或“直流”）电源的两个接线柱上.B. 把电磁打点计时器固立在桌子上，让纸带穿过，并压在下而.C. 用刻度尺测戢从汁时开始点到最后一个点间的距离AxD. 切断电源，取下纸带，如果共有n个淸晰的点“则这段纸带记录的时间A t=.E. 打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点. A xF利用公式v =U-算纸带运动的平均速度.实验步骤的合理顺序是.答案 交

11、流 限位孔 复写纸（n-l）X BAEDCF2. 打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到一条纸带，用亳米刻度尺测出各点间 的距离如图6所示，贝I：那么由此可以算岀纸带在间的平均速度为 m/s,纸带在出?间的平均速度为m/s：万点的瞬时速度更接近于Ms.图6答案解析 AC= 14. 0mm, M 间的平均速度为养=错误!m/s = 0. 35 m./s；肋=25. 0mm,血间的平 均速度为訂=错谋!m/s0.42 m./s.对描述B点的瞬时速度来说，/1Q段所取的位移间隔更 小，更接近万点的真实速度，即万点的瞬时速度更接近于0. 35m/s.1. 对电磁打点计时器和电火花计时器的有

12、关说法中，正确的是（）A. 电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电B. 两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C. 电火花讣时器在纸带上打点是靠振针和复写纸D. 电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘来源:Z+xx+答案AB解析 电磁打点计时器使用6V以下的交流电，电火花计时器使用220V的交流电，A对；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决左，B对：电火花计时器在纸带上打点是靠 放电针和墨粉纸盘，C错；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D错.2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点不均匀，下列判断正确的是（）A. 点密集的地方物体运动的速度比较大B. 点密集的

13、地方物体运动的速度比较小C. 点不均匀说明物体在相等时间内发生的位移不相等D. 点不均匀说明打点计时器有故障答案BC解析纸带上每相邻两个点之间的时间都相等，所以点密集的地方，纸带通过打点计时器的 时间长，所以物体运动的速度比较小，故A错，B对.点不均匀说明物体在相等的时间内发 生的位移不相等，故C对，D错.3. 根据打点计时器打岀的纸带（）A. 能准确地求岀某点的瞬时速度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答案BC解析 打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间研究纸带上的点之间的间隔，就可以了解 A x运

14、动物体在不同时间内发生的位移.应用能准确地求出某段时间内的平均速度.当 r取的比较小时，这个平均速度可粗略代表纸带经过其中间时刻的瞬时速度.4. 在实验中，某同学得到一张打点淸晰的纸带如图1所示，要求测出。点的瞬时速度.本实验采用包含0点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表。点的瞬时速度，下列几种方 法中最准确的是（）图1=畑 A ti =片，A tz=% A tz=A t =答案D解析 求D点的瞬时速度，最准确的应是包含该点与该点相邻的两点之间的平均速度.C错 在时间间隔上，炉间的时间间隔应为.5. 在用打点计时器研究小车任重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，苴中错 误的步骤是，

15、有遗漏内容的步骤是.A. 拉住纸带，将小车移至靠近打点讣时器处，松开纸带后再接通电源B. 将打点计时器固左在平板上没有滑轮的一端，并接好电路C. 耙一条细绳拴在小车上，细绳跨过左滑轮下面悬挂适当的钩码D. 取下纸带E. 放手，使小车在平板上运动F. 将纸带固左在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善后合理的序号排列为.答案 A D BFCAED解析合理的步骤如下：B. 将打点计时器固泄在平板上没有滑轮的一端，并接好电路F. 将纸带固左在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔C. 把一条细绳拴在小车上，细绳跨过左滑轮下而悬挂适当的钩码A.拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源E.

16、放手，使小车在平板上运动D. 断开电源，取下纸带6. 电磁打点计时器和电火花讣时器都是使用电源的il时仪器，电磁打点汁时器工作的电压 是，电火花计时器工作的电压是.当电源频率是50Hz时，每隔打一个点.如图2所示为物 体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点未标岀，已知打点汁时器 接50Hz的交流电源，则ae段的平均速度为m/s, d点的瞬时速度约为Ms.图2答案交流6V以下220V解析电磁打点计时器和电火花讣时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器的工 作电压是6V以下，电火花计时器的工作电压是220V.当电源的频率是50Hz时，打点计时器 的打点周期是.当每5个点取

17、1个计数点时，相邻两个计数点间的时间间隔为故址段 的平均速度为=荐=错误!ia/s=2. 19 m/S, 点的瞬时速度最接近ce段的平均速度，故血= 77y=错误!皿/s = 3. 28 m/s.7. 用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.如图3所示，滑块在牵引力 作用下先后通过两个光电门，配套的数字亳秒计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间 为A tx=,通过第二个光电门的时间为A t:=,已知遮光板的宽度为3.0cm,滑块通过第一 个光电门和第二个光电门的速度大小分别为、.图3答案 0. 10m/s 0.27 m/s解析 由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短，所以滑块经

18、过光电门的速度可用遮光 板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度仇=亠=错误!m/s0. 10 m/s,经过第二个光电门的速度错误!m/s0. 27 m/s. tz8. 如图4所示，甲、乙两位同学分別对同一条纸带上的点进行读数，甲同学采取的方法是 用刻度尺先测出月、万间距离为，再分别测岀万、C间距离抡，C、。间距离卫，D、疋间距 离从，再代入公式求解.而乙同学只把刻度尺零刻度线对齐月点，依次读出万、C、D、E4点 的刻度值卫、x：、及、乳通过计算的方法求出小万间距离为抠，B、Q间距离为xc C、D 间距离为及一疋，D、E间距离为x：及，再代入公式求解，你认为哪位同学的测虽:方法更好 一些，误差更小一些图4答案乙同学解析 甲同学测量过程多次移动刻度尺的零刻度线，每移动一次读一次数.而乙同学则只对 准一次零刻度线，读出其余各点到第一个点的距