衔接05 从斜面小车到打点计时器（原卷版）-2021年初升高物理无忧衔接（2019人教版）

衔接05：从斜面小车到打点计时器

目录

重温•初中

实验：测量物体运动的平均速度.................................01

知新•高中

打点计时器的原理及使用.......................................02

实验一、用打点计时器测速度...................................03

I测平均速度..................................................03

n测瞬时速度..................................................03

实验二、探究小车速度随时间变化的规律.........................04

精选练习

A组基础练....................................................06

B组提高练....................................................08

C组新题速递..................................................11

【重温•初中】

实验：测量物体运动的平均速度

1.实验目的：学会用和测平均速度

2.实验原理：V=-

/

3.实验器材：_______________________________________

4.实验装置组装：如下图

5.实验步骤

(1)使斜面保持一定的坡度，把小车放在斜面顶端，挡板放在斜面的底端，测出小车将通过的路程S"

(2)测量出小车从斜面顶端滑下到撞击挡板的时间t|、t2、t3。

(3)根据测得的S1和时间t|、t2、t3算出小车通过斜面全程的平均速度VI、V2、V3并求出平均值。

(4)将挡板移至斜面中部，测出小车从斜面到挡板距离S2。并测量三次时间。

(5)用S2除以所用的时间，得小车通过上段路程的平均速度V2。

6.思考：

(1)如何得出小车在整段路程中，后半段的平均速度？

(2)小车的运动是匀速运动吗？

(3)AB段平均速度VAB、BC段平均速度VBC、AC段平均速度VAC的大小关系如何。

【知新•高中】

打点计时器的原理及使用：

电火花计时器电磁打点计时器

正脉冲输出插座

/负脉冲输线圈

/』出插座振片乂氧/

墨粉纸盘

振

结构图示

久磁铁

、纸带

复写索。限位孔

W纸带

工作电压220V交流电6V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0.02s0.02s

记录信息位移、时间

实验一、用打点计时器测速度

1.实验目的：学会用打点计时器测量物体的速度。

2.实验原理：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Ax,这两点间的时间间隔可由0=(〃-1)x002s求得，则平均速度v=/，当"很短时，

可以认为那为t时刻的瞬时速度。

3.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。

4.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6V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。

I测平均速度：

①从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有"个点，那么这〃个点的间隔数为〃一1,

则纸带的运动时间Ar=(n—l)x0.02So

②用刻度尺测量出这几个点间的距离Axo

③利用公式v=詈计算出纸带在这段时间内的平均速度。

II测瞬时速度：

①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0到A、A到B、B到C……之间的距离xl、x2、x3……。

\oABCDEFG)

(•••••••••(

\X\X2X3X4X5X6XlX8、

②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：出=哮=、四=告尹、

X3+X4X4+X5

-2T，v。—2T....0

小试牛刀：

例：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点的瞬时速度更接近于

____m/So

实验二、探究小车速度随时间变化的规律

1.实验目的：学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法，学会用v—t图像处理实验数据。

2.实验原理：利用纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度一时间的关系图像。

(1)某点的瞬时速度一般用一小段时间内的平均速度代替。

(2)若v-t图像为一倾斜直线，则物体做匀变速直线运动，图线的斜率表示加速度。

3.实验器材：打点计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、一端带有滑轮的长木板、小车、细绳、钩

码、刻度尺、坐标纸。

4.实验步骤：

(1)如图所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上

没有滑轮的一端，连接好电路。

d

B

O

O

B

O

O

B

O

(2)把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上钩码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一

端固定在小车的后面。

(3)把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸

带上打下一系列小点。关闭电流。

(4)换上新的纸带，重复实验两次。

(5)增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。

5.数据处理：

(1)在坐标纸上建立直角坐标系，横轴表示时间，纵轴表示速度，并根据表格中的数据在坐标系中描点。

(2)画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的

点忽略不计，如图所示。

(3)观察所得到的直线，分析物体的速度随时间的变化规律。

小试牛刀：

例：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示为一次记录小车运动情况的纸带，图中A、

B、C、D、E为相邻的计数点，(A点为第一个点)相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。

"ff,f(

L50

二？?.60一

-----6030----->1

k-------105.60--------I单位:cm

⑴根据计算各点瞬时速度，且vD=m/s,vC=m/s>vB=

m/So

（2）在如图所示坐标系中画出小车的v-t图线，并根据图线求出a=

v/(ms*)

⑶将图线延长与纵轴相交，交点的物理意义是.

精选练习

A组基础练

1、采取下列哪些措施，有利于减小纸带因受到的摩擦而产生的误差_______

A.改用直流6V的电源

B.电源电压越低越好

C.用平整的纸带，不用皱折的纸带

D.纸带是否歪斜对实验无影响

2、如图所示，“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带，相邻计数点间的

时间间隔为T,则打C点时物体运动速度的大小为

3、某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况.图示为该同学实验时打出的一条纸

带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是（Ms.打点计时器打B点时小车的速度（）

A.1.45m/s

B.0.145m/s

C.14.5m/s

D.145m/s

4、对于同一电磁打点计时器，下列说法中不正确的是（）

A.当交流电的频率增大时，打点时间间隔变小

B.当交流电的频率增大时，打点时间间隔变大

C.当纸带运动速度增大时，打点时间间隔不变

D.当纸带运动速度增大时，打点距离间隔增大

5、一同学在做“探究小车速度随时间变化规律''的实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是一些短线,

可能是因为（）

A.打点计时器错接在直流电源上

B.电源电压不稳定

C.电源的频率不稳定

D.打点针压得过紧

B组提高练

1.（多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是（）

A.通过调节滑轮的高度，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上

B.坐标轴单位长度越小越好

C.开始前要先接通电源后松开纸带，打完点要先断开电源后取纸带

D.钩码的质量越大越好

2.（多选）在“探究小车速度随时间变化规律”的实验中，下列说法正确的是（）

A.电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于交流电压的高低

B.电火花计时器正常工作时，其打点的周期取决于纸带运动的快慢

C.打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源

D.电火花计时器应接220V交流电

3..如图所示是某次实验中得到的一条纸带.A、B、C、D、E分别表示纸带上连续打出的点，打点计时

器所用的电源频率为50Hz.根据图示数据可知（）

A.纸带做匀速运动

B.相邻两计数点的时间间隔为0.1s

C.A与C之间纸带平均速度为0.31m/s

D.打B点时纸带的瞬时速度为1.56m/s

4.（多选）在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，得到如下图所示的纸带，其中A、B、C、D、

E、F、G为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为T,xi、X2、X3、X4、X5、X6分别为AB、BC、CD、DE、

EF、FG间的位移，下列可用来计算打D点时小车速度的表达式是（）

\3•A•B•♦C•D•E•F•>

<MM工/

X3+X4

A.T

X3+X4

B.2T

X2+X3+X4+X5

C.4T

X1+X6

D.2T

5.一辆漏油的农用“小四轮”在平直公路上匀加速行驶，若每隔1s漏下一滴，一位同学根据漏在路面上

的油滴分布，测量的数据如图所示.根据测得的数据和油滴点迹分布可知，"小四轮''正向（填

“左”或“右”）做加速直线运动。其中“小四轮”滴第7个油滴时的速度V7=m/s,滴第9个油滴

时的速度V9=m/s（后两空结果保留3位有效数字）

C组新题速递

1.（2021.浙江高一月考）（1）如图所示为“探究小车速度随时间变化的规律”的实验装置图，下列说

法正确的是

电源插头

A.先释放小车，再接通电源

B.先接通电源，再释放小车

C.打点计时器应使用交流电

D.打点结束，应先取下纸带，然后再关闭电源

（2）如图为在“探究小车速度随时间的变化规律”实验中，得到的一条纸带，从中确定五个计数点，量

得4=8.00cm,d2=18.00cm,d3=30.00cm,4=44.00cm。每相邻两个计数点间的时间间隔是

0.1s。则打C点时小车的速度%=m/s,小车的加速度。=m/s2«（结果均保留两位有效

数字）

2.（2021•天水市田家炳中学高一月考一）在《研究匀变速直线运动》的实验中。

AlBCDE

单位:cm

—>7.oo|<—

-^-16.00—►

27.00-------->

—40.00-------------------►

（1）所用实验器材有：电火花打点计时器、纸带、小车、带滑轮的长木板、祛码、刻度尺、导线、电

源等，其中电源必须是；

A.220V的蓄电池B.4~6V的低压交流电C.4~6V的干电池D.220V交流电

（2）如图所示为某次记录小车运动情况的纸带，在纸带上选取图中A、B、C、D、E五个计数点，已

知相邻的计数点间还有4个点未画出，打点计时器连接的电源频率为50Hz,根据纸带上所给出的数据，可

计算出在打B点时小车的速度大小%=m/s,小车运动的加速度大小。=m/s2；（本小题两空计

算结果均保留两位有效数字）

（3）打点时小车与纸带（填左或右）端连接；

（4）如果当时电网中交变电流的电压变成210V,频率不变，而做实验的同学并不知道，那么加速度

的测量值与实际值相比。（填“偏大”、"偏小”或"不变”）

3.（2021•云南文山壮族苗族自治州•砚山县第三高级中学高一期中）在“探究小车速度随时间变化的规

律''的实验中，得到的记录纸带如图所示。

（1）电火花计时器应接在_____电源上（填“直流”或“交流”），工作电压为V。

（2）图中显示读取或记录的数据中有误的是段（填“AB"、"BC'、"CZT、"QE或"E尸'）

（3）图中的点为记数点，在每两个相邻的记数点间还有4个点没有画出，则打下C点时小车的瞬时速

度为m/s,小车的加速度大小为m/s2（结果保留2位有效数字）。

4.（2021•南昌市新建区第一中学高一期中）下面是做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验，请回

答下面的问题:

16.36

丙

⑴图中的甲、乙两种打点计时器是高中物理实验中常用的，图乙是（填“电磁”或"电火花”）打

点计时器，电源采用的是（填“交流4〜6V”或“交流220V”）

（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作之间的时间顺序关系是（—）

A.先接通电源，后让纸带运动

B.先让纸带运动，再接通电源

C.让纸带运动的同时接通电源

D.先让纸带动或先接通电源都可以

（3）图丙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的5个计数点A、B、C、

E,相邻两个计数点之间都有4个点迹未标出，测出各计数点到A点间的距离。已知所用电源的频率为

50Hz,打B点时小车的速度v产m/s,小车的加速度折_____m/s?（结果均保留两位有效数字）

5.（2021•云南大理白族自治州・宾川四中高一开学考试）在用电火花计时器测小车加速度的实验中。

（1）电火花计时器使用的电源是（直流电，交流电）。

（2）接通打点计时器电源和让纸带开始运动，这两个操作的时间顺序关系是：—。

A.先接通电源，后让纸带运动

B.先让纸带运动，再接通电源

C.先让纸带运动或先接通电源都可以

（3）某同学在实验中，用电火花计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定的A、B、

C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻计数点之间还有四个点未画出。

试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下E点时小车的瞬时速度为m/s；整个过程中小

车的加速度大小为m/s2。（计算结果数值保留两位有效数字）

4Pl].9Q।2.38j2.88j,3.39/3.87।cm

•••••••

ABCD