必修一物理打点计时器匀变速直线运动及推论

1、2018-09- 22上课内容实验：用打点计时器测速度一、实验目的1了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用2理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度3理解速度时间图象的意义，掌握描点法画图象的方法二、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工作电压 220_V交流电源6_V以下交流电源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记录信息位置、时刻或位移、时间2.跟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，打两个点的时间可用t(n1)×0.02 s求得，则平均速度，

2、当t很短时，可以认为为t时刻的瞬时速度三、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸一、实验步骤1了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上2把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6 V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面3接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源4取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点如果共有n个点，则用t0.02×(n1)s计算出纸带的运动时间t.5用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离x，利用公式计算纸

3、带在这段时间内的平均速度把测量和计算的结果填入表中二、数据处理1用打点计时器测量瞬时速度(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带(2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T5×0.02 s0.1 s在纸带上用O、A、B、C、D标出这些“计数点”，如图141所示图141依次测出OA、AB、BC、CD之间的距离x1、x2、x3、x4(3)A、B、C、D各点的瞬时速度分别为：vA、vB、vC、vD2用图象表示速度 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142所示的vt图象.

4、三、误差分析1利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身会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若采用分段测量计数点间的位移x，会使测量误差增大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四、注意事项1如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n1)个，它们的时间间隔为(n1)×0.02 s.2使用打点计时器打点时，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

5、带穿过限位孔，压在复写纸下面5为了减小实验误差，计数点要每隔T0.1 s选一个，即每隔四个点取一个计数点，而计算计数点的瞬时速度时，x、t应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间即v.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点O之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位（2）典型例题：1关于打点计时器的使用说法正确的是()A电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源B在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源C使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小D电源的电压越高，打点

6、的时间间隔就越小2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()3(2013·昆明一中高一检测)某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图145所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz.图145(1)相邻两个计数点间的时间为_s.(2)打第4个计数点时纸带的速度v4_m/s.(保留三位有效数字)4使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：(1)在下列基本步骤中，正确的排列顺序为_A把电火花计时器固定在桌子上B安放纸带C松开纸带让物体带着纸带运动D接通220 V交流电源E按下脉冲输出开关，

7、进行打点(2)在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在_上，还要检查_是否夹在纸带之间5电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，振针每隔_s打一个点现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值_6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146所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s.(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、

8、D、E、F 5个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入表中(要求保留三位有效数字)vBvCvDvEvF数值/m·s1(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图147中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线匀变速直线运动(1)定义：沿着一条直线，且加速度不变的运动。(2)分类：匀加速直线运动，a与v0方向相同。匀减速直线运动，a与v0方向相反。2匀变速直线运动的规律(1)速度公式：vv0at。(2)位移公式：xv0tat2。(3)位移速度关系式：v2v2ax。初速度为零的匀变速直线运动的四个重要推论(1)1T末、2T末、3T末瞬时速度的比为：v1v2v3vn1

9、23n(2)1T内、2T内、3T内位移的比为：x1x2x3xn122232n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内位移的比为：xxxxn135(2n1)(4)从静止开始通过连续相等的位移所用时间的比为：t1t2t3tn1(1)()()匀变速直线运动的两个重要推论(1)物体在一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度，还等于初末时刻速度矢量和的一半，即：v。(2)任意两个连续相等的时间间隔T内的位移之差为一恒量，即：xx2x1x3x2xnxn1aT2。还可以推广到xmxn(mn)aT2。（2）典型例题：1一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10

10、m/s，在这1 s内该物体的()A位移的大小可能小于3 mB位移的大小可能大于10 mC加速度的大小可能小于4 m/s2D加速度的大小可能大于10 m/s22质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x5tt2(各物理量均采用国际单位制单位)，则该质点()A第1 s内的位移是5 mB前2 s内的平均速度是6 m/sC任意相邻的1 s内位移差都是1 mD任意1 s内的速度增量都是2 m/s3. 以速度为10 m/s匀速运动的汽车在第2 s末关闭发动机，以后为匀减速运动，第3 s内平均速度是9 m/s，则汽车加速度是_ m/s2，汽车在10 s内的位移是_ m.4一个做匀加速直线运动的物体，在前4 s

11、内经过的位移为24 m，在第二个4 s内经过的位移是60 m，求这个物体运动的加速度和初速度各是多少？匀变速直线运动推论应用：1. A、B、C三点在同一直线上，一个物体自A点从静止开始做匀加速直线运动，经过B点时的速度为v，到C点时的速度为2v，则AB与BC两段距离大小之比是（ ）A. 1:4 B. 1:3 C. 1:2 D. 1:12一物体做匀减速直线运动，初速度为10m/s，加速度大小为1m/s2，则物体在停止运动前ls内的平均速度为（ ）A5.5 m/s B5 m/sCl m/s D0.5 m/s3.一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动.开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小

12、依次为9 m和7 m.则刹车后6 s内的位移是( )A.20 m B.24 m C.25 m D.75 m4.一物体作匀3.一个质点正在做匀加速直线运动，用固定的照相机对该质点进行闪光照相，闪光时间间隔为1 s，分析照片得到的数据，发现质点在第 1次、第2次闪光的时间间隔内移动了0.2 m；在第3次、第4次闪光的时间间隔内移动了0.8 m，由上述条件可知 ( )A质点运动的加速度是0.6 m/s2 B质点运动的加速度是0.3 m/s2C第1次闪光时质点的速度是0.1m/s D第2次闪光时质点的速度是0.3m/s5.匀加速直线运动，通过一段位移x所用的时间为t1，紧接着通过下一段位移x所用的时间为t2。则物体运动的加速度为A B C D6. 以速度为10 m/s匀速运动的汽车在第2 s末关闭发动机，以后为匀减速运动，第3 s内平均速度是9 m/s，则汽车加速度是_ m/s2，汽车在10 s内的位移是_ m.7.一个匀加速直线运动的物体，在前4 s内经过的位移为2