电磁打点计时器课件

物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1第五第五单元元实验：研究匀：研究匀变速直速直线运运动第五单元实验：研究匀变速直线运动物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1一、实验目的一、实验目的1练练习习使使用用电电火火花花计计时时器器或或电电磁磁打打点点计计时时器器，利利用用打上点的纸带研究物体的运动情况打上点的纸带研究物体的运动情况2掌握判断物体是否做匀变速运动的方法掌握判断物体是否做匀变速运动的方法3测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度一、实验目的物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1二、实验原理二、实验原理打点计时器的使用打点计时器的使用(1)电电磁磁打打点点计计时时器器：电电磁磁打打点点计计时时器器是是一一种种使使用用低低压压交交流流电电源源的的仪仪器器，它它的的工工作作电电压压为为46 V当当交交流流电电源源的频率为的频率为f50 Hz时，它每隔时，它每隔0.02 s打一次点打一次点二、实验原理物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(2)电火火花花计时器器：电火火花花计时器器是是利利用用火火花花放放电使使墨墨粉粉在在纸带上上打打出出墨墨点点而而显出出点点迹迹的的计时仪器器当当电火火花花计时器器接接通通220 V交交流流电源源，按按下下脉脉冲冲输出出开开关关时，计时器器发出出的的脉脉冲冲电流流经接接正正极极的的放放电针、接接负极极的的纸盘轴(墨墨粉粉纸盘)，产生生火火花花放放电，于于是是在在运运动的的纸带上上打打出出一一列列点点迹迹，当当电源源频率率为50 Hz时，它它的的脉脉冲冲放放电周周期期也也是是0.02 s，即即每隔每隔0.02 s打一个点打一个点(2)电火花计时器：电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1三、实验器材三、实验器材电电火火花花计计时时器器或或电电磁磁打打点点计计时时器器，纸纸带带，电电源源，小小车车，细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，导线细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，导线四、实验步骤四、实验步骤1按按图图1把把一一端端附附有有滑滑轮轮的的长长木木板板平平放放在在实实验验桌桌上上，并并使使滑滑轮轮伸伸出出桌桌面面，把把打打点点计计时时器器固固定定在在长长木木板板上上没没有有滑滑轮的一端，连接好电路轮的一端，连接好电路三、实验器材物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12把把细绳的的一一端端固固定定在在小小车上上，绕过滑滑轮后后在在另另一一端端挂挂上上适适量量的的钩码，让纸带穿穿过打打点点计时器器的的限限位位孔孔后后一一端固定在小端固定在小车上，用手拉住小上，用手拉住小车3先先接接通通电源源，后后放放开开小小车，让小小车运运动，这样打打点点计时器器就就在在纸带上上打打下下一一系系列列点点，取取下下纸带，更更换新新纸带，至少重复操作两次，至少重复操作两次2把细绳的一端固定在小车上，绕过滑轮后在另一端挂上适量的钩物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14选打打点点清清晰晰的的纸带进行行研研究究，舍舍去去开开头比比较密密集集的的点点，确确定定好好计数数始始点点，每每隔隔4个个计时点点取取一一个个计数数点点，使使时间间隔隔为T0.1 s.5用用毫毫米米刻刻度度尺尺量量出出各各计数数点点之之间的的距距离离x1、x2、x3、xn，并并填填入入记录表表中中用用逐逐差差法法计算算加加速速度度的的值，最最后后求求其其平平均均值或或计算算出出各各计数数点点对应的的瞬瞬时速速度度，作作出出vt图象，求得直象，求得直线的斜率即的斜率即为物体运物体运动的加速度的加速度 4选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1五、纸带问题的处理方法五、纸带问题的处理方法1运动性质的判断运动性质的判断常用常用“位移差位移差”判断，在图判断，在图2所示纸带中所示纸带中五、纸带问题的处理方法物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(1)若若x2x1x3x2x4x30，则为匀匀速速直直线运运动(2)若若x2x1x3x2x4x3x恒恒量量，则为匀匀变速速直直线运运动(1)若x2x1x3x2x4x30，则为匀速直线物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12计时点的瞬点的瞬时速度的求法速度的求法3加速度的求法加速度的求法在所在所给纸带中：中：(1)当当x无偏差无偏差时，用，用xaT2求解求解(2)当当x有偏差有偏差时，用逐差法求解，用逐差法求解若若为偶数段，假偶数段，假设为6段，段，则2计时点的瞬时速度的求法物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(3)利用利用vt图象的斜率求解象的斜率求解例例如如，求求出出A、B、C、D、E、F各各点点的的瞬瞬时速速度度，画画出如出如图3所示的所示的vt图线，图线的斜率表示加速度的大小的斜率表示加速度的大小(3)利用vt图象的斜率求解物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1六、实验注意事项六、实验注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2应应该该先先接接通通电电源源，再再释释放放小小车车，当当小小车车到到达达滑滑轮轮前及时用手按住前及时用手按住3先断开电源，再取下纸带先断开电源，再取下纸带4如如打打出出的的点点较较轻轻或或是是短短线线时时，应应调调整整振振针针距距复复写写纸的高度纸的高度六、实验注意事项物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修15选择一一条条理理想想的的纸带，是是指指纸带上上的的点点迹迹清清晰晰，适适当当舍舍弃弃点点密密集集部部分分，适适当当选取取计数数点点(注注意意计数数点点与与计时点的区点的区别)，弄清楚所，弄清楚所选的的时间间隔隔T等于多少秒等于多少秒6每每打打好好一一条条纸带，将将定定位位轴上上的的复复写写纸换个个位位置置，以保以保证打点清晰打点清晰(注意此注意此项只只对于于电磁打点磁打点计时器器)7不不要要分分段段测量量各各段段位位移移，应一一次次测出出各各计数数点点与与第第0个个计数数点点的的距距离离，再再逐逐个个计算算x1、x2、x3、.读数数时应估估读到毫米的下一位到毫米的下一位5选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修18尽尽可可能能保保证小小车做做匀匀加加速速直直线运运动的的方方法法是是：(1)细绳尽尽可可能能与与板板面面保保持持平平行行；(2)滑滑轮和和车轮灵灵活活；(3)长木木板板表表面面粗粗糙糙程程度度、纸带与与打打点点计时器器之之间的的摩摩擦擦基基本本保保持持一致一致特特别别提提醒醒：只只有有保保证小小车实际是是做做匀匀加加速速直直线运运动，测量量的的加加速速度度大大小小才才是是真真实的的所所以以安安装装调节细绳与与板板面面平平行行，保保证小小车运运动时不不从从木木板板一一侧偏偏下下来来；滑滑轮、车轮灵灵活活，就就可可尽尽可可能能保保证加加速速度度不不变；适适当当增增加加钩码重重力力也也可相可相对减小各种摩擦的影响，减小各种摩擦的影响，满足足实验条件条件8尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：(1)细绳尽可能物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1七、实验误差来源与分析七、实验误差来源与分析1小小车车拉拉着着纸纸带带所所做做的的加加速速运运动动中中加加速速度度不不恒恒定定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度2纸带运动时打点不稳定引起测量误差纸带运动时打点不稳定引起测量误差3纸纸带带上上计计数数点点间间距距离离测测量量带带来来偶偶然然误误差差(如如距距离离较较小时的测量误差小时的测量误差)七、实验误差来源与分析物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14计数数点点间距距离离测量量应从从所所标出出的的0、1、2、3、中中的的0点点开开始始，分分别测出出01、02、03、之之间的的距距离离，然然后后计算算01、12、23、间的的距距离离分分别表表示示为x1、x2、x3、，这样可以减小因可以减小因测量量带来的偶然来的偶然误差差5小小车运运动受摩擦力受摩擦力变化化产生生误差差6数据数据处理理时，有两种方法：，有两种方法：4计数点间距离测量应从所标出的0、1、2、3、中的0点开物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1比比较两两种种方方法法，方方法法1只只用用了了x1、x6两两个个数数据据，而而方方法法2用了用了6个数据，前者个数据，前者误差大差大比较两种方法，方法1只用了x1、x6两个数据，而方法2用了6物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例【例1】在使用打点在使用打点计时器器时()A应先接通先接通电源，再使源，再使纸带运运动B应先使先使纸带运运动，再接通，再接通电源源C在使在使纸带运运动的同的同时接通接通电源源D先使先使纸带运运动或先接通或先接通电源都可以源都可以电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：先先接接通通电电源源再再使使纸纸带带运运动动，可可使使纸纸带带上上打打出出的的点点子子更更多多，纸纸带带利利用用率率更更高高；另另外外，在在纸纸带带运运动动较较快快的的情情况况下下，如如果果先先释释放放纸纸带带后后接接通通电电源源，可可能能造造成成纸纸带带上上无无点点的情况的情况答案：答案：A解析：先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的点子更多，纸带物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1变变式式1：一一同同学学用用打打点点计时器器做做测匀匀变速速直直线运运动加加速速度度的的实验时，纸带上上打打出出的的不不是是圆点点，而而是是如如图4中中的一些短的一些短线这可能是因可能是因为()A打点打点计时器器错接在直流接在直流电源上源上B电源源电压不不稳定定C电源的源的频率不率不稳定定D振振针压得得过紧变式1：一同学用打点计时器做测匀变速直线运动加速度的实验时物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：电电源源电电压压的的高高低低，影影响响振振动动片片磁磁化化的的强强弱弱，从从而而影影响响打打点点的的力力度度，即即点点痕痕的的清清晰晰程程度度，B错错形形成成清清晰晰的的短短划划线线，表表示示振振动动片片有有足足够够的的磁磁性性，只只是是由由于于振振针针与与底底板板的的间间距距偏偏小小，当当振振动动片片与与永永磁磁体体相相互互作作用用向向下下打打点点尚尚未未抬抬起起时时，纸纸带带在在外外力力作作用用下下已已被被拖拖过过一一小小段段距距离离而而打打点点计时器在直流电源上不工作，计时器在直流电源上不工作，A错只能选错只能选D.答案：答案：D解析：电源电压的高低，影响振动片磁化的强弱，从而影响打点的力物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例例2】利利用用打打点点计时器器测定定匀匀加加速速直直线运运动的的小小车的的加加速速度度，如如图5所所示示，给出出了了该次次实验中中，从从0点点开开始始，每每5个个点点取取一一个个计数数点点的的纸带，其其中中0、1、2、3、4、5、6都都为计数数点点，测得得：x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(1)在在计时器器打打出出点点1、2、3、4、5时，小小车的的速速度度分分别 为：v1 _cm/s，v2 _cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2)作作出出速速度度时间图象象，并并由由图象象求求出出小小车的的加加速速度度a_cm/s2.(1)在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：(1)小车速度小车速度解析：(1)小车速度物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：(1)16.50 cm/s,21.40 cm/s，2630 cm/s,31.35 cm/s；36.30 cm/s(2)如图示如图示a50.83 cm/s2电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1变变式式2：在在测定定匀匀变速速直直线运运动的的加加速速度度的的实验中中，用用打打点点计时器器记录纸带运运动的的时间，计时器器所所用用的的电源源的的频率率为50 Hz，图7为做做匀匀变速速直直线运运动的的小小车带动的的纸带上上记录的的一一些些点点，在在每每相相邻的的两两点点中中间都都有有四四个个点点未未画画出出，顺序序取取0、1、2、3、4、5六六个个点点，用用米米尺尺量量出出1、2、3、4、5点点到到0点点的的距距离离分分别是是(单位位：cm)8.78,16.08,21.87,26.16,28.94，由由此此可可得得出出小小车的的加加速速度度大大小小为_ m/s2，方方向向_，经过2点点时速速度度为_变式2：在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，用打点计时器物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：先先计计算算出出相相邻邻两两点点间间的的距距离离：x18.78 cm，x2(16.088.78)cm7.30 cm，x3(21.8716.08)cm5.79 cm，x4(26.1621.87)cm4.29 cm，x5(28.9426.16)cm2.78 cm.电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：1.50 m/s2与速度方向相反与速度方向相反6.55 m/s电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修11在在使使用用打打点点计时器器时，发现打打点点计时器器打打点点周周期期不不稳定，其原因可能是定，其原因可能是()A交流交流电压不不稳定定B永久磁永久磁铁磁性太弱磁性太弱C电源的源的频率不率不稳定定D振振动片的固有片的固有频率与交流率与交流电源的源的频率有偏差率有偏差电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：打打点点计计时时器器的的打打点点周周期期跟跟电电源源频频率率和和振振动动片片的的固固有有频频率率有有关关一一个个性性能能良良好好的的打打点点计计时时器器振振动动片片的的固固有有频频率率和和使使用用的的交交流流电电频频率率相相等等这这样样振振动动片片发发生生共共振振，振振幅幅较较大大，打打点点清清晰晰，等等时时性性好好，而而电电压压的的高高低低直直接接影影响响振振动动片片的的振振动动强强弱弱，即即振振幅幅的的大大小小，而而不不影影响响振振动动片片的的振振动动周周期期，故故也也不不影影响响打打点点计计时时器器的的打打点点周周期期永永久久磁磁铁铁的的磁磁性性能能影影响响打打点点痕痕迹迹的的轻轻重重，即即点点迹迹的的清清晰晰度度，并并不不影影响响打打点点的的周周期期综综上上所所述述，引引起起打打点点周周期期不不稳稳定定的的原原因因是是C、D两选项所述，故答案应为两选项所述，故答案应为C、D两选项两选项答案：答案：CD解析：打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12如如图8所所示示，为同同一一打打点点计时器器打打出出的的两两条条纸带，由由纸带可知可知()A在在打打下下计数数点点“0”到到“5”的的过程程中中，纸带甲甲的的平平均均速度比乙的大速度比乙的大B在在打打下下计数数点点“0”到到“5”的的过程程中中，纸带甲甲的的平平均均速度比乙的小速度比乙的小C纸带甲的加速度比乙的大甲的加速度比乙的大D纸带甲的加速度比乙的小甲的加速度比乙的小2如图8所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：在在打打下下计计数数点点“0”至至“5”的的过过程程中中，两两纸纸带带所所用用时时间间相相同同，但但甲甲纸纸带带位位移移小小于于乙乙纸纸带带位位移移，故故甲甲乙乙，选选项项A错错，B对对；相相邻邻计计数数点点间间所所用用时时间间相相等等，但但乙乙的的速速度度变变化得更快，故化得更快，故a甲甲a乙乙，选项，选项C错，错，D对对答案：答案：BD电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1二、填空题二、填空题3我我国国交交流流电电的的频频率率为为50 Hz，因因此此，打打点点计计时时器器每每隔隔0.02 s打打一一个个点点如如图图9所所示示为为某某次次实实验验时时打打出出的的一一条条纸纸带带其其中中1,2,3,4为为依依次次选选定定的的计计数数点点根根据据图图中中的的数数据据，图图中中打打12点点时时间间内内物物体体的的平平均均速速度度为为_m/s；打打第第24点点时时间间内内物物体体的的平平均均速速度度为为_m/s，打打第第2个个计计数数点点时时物物体体的的瞬瞬时时速速度度为为_m/s，计计算算的的依依据据是是_二、填空题物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14用用接接在在50 Hz交交流流电源源上上的的打打点点计时器器测定定小小车的的运运动情情况况某某次次实验中中得得到到的的一一条条纸带如如图10所所示示，从从比比较清清晰晰的的点点起起，每每五五个个打打印印点点取取一一个个计数数点点，分分别标明明0、1、2、3，量量得得0与与1两两点点间距距离离x130 mm,2与与3两两点点间距距离离x348 mm，则小小车在在0与与1两两点点间平平均均速速度度为v1_m/s，在在2与与3两两点点间平平均均速速度度为v2_m/s.据此可判定小据此可判定小车做做_运运动图图104用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.30.84加速加速电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修15如如图11所所示示，是是打打点点计时器器打打出出的的纸带，图中中A、B、C、D、E、F点点是是按按时间顺序序先先后后打打出出的的计数数点点(每每两两个个计数数点点间有有四四个个实验点点未未画画出出)用用刻刻度度尺尺量量出出AB、EF之之间的的距距离离分分别是是2.40 cm和和0.84 cm，那那么么小小车的的加加速速度度大小是大小是_，方向是，方向是_5如图11所示，是打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.39 m/s2与运动方向相反与运动方向相反电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修16如如图12是是某某同同学学用用手手水水平平地地拉拉动纸带通通过打打点点计时器器后后(电源源频率率为50 Hz)得得到到的的纸带，从从A点点通通过计时器器到到D点点通通过计时器器历时_s位位移移为_m，这段段时间内内的的平平均均速速度度为_m/s，BC段段的的平平均均速速度度为_m/s，F点的瞬点的瞬时速度可以粗略的速度可以粗略的认为是是_m/s，手做，手做_(匀速、匀速、变速速)运运动6如图12是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后(电源物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.10.0760.760.950.95变速变速电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修17小小球球作作直直线运运动时的的频闪照照片片如如图13所所示示，已已知知频闪周周期期T0.1 s，小小球球相相邻位位置置间距距(由由照照片片中中的的刻刻度度尺尺量量得得)分分别为OA6.51 cm，AB5.59 cm，BC4.70 cm，CD3.80 cm，DE2.89 cm，EF2.00 cm.7小球作直线运动时的频闪照片如图13所示，已知频闪周期T物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1小球在位置小球在位置A时的速度大小的速度大小vA_m/s.小球运小球运动的加速度大小的加速度大小a_m/s2.答案：答案：0.6050.9小球在位置A时的速度大小vA_m/s.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解解析析：本本题题与与用用打打点点计计时时器器测测匀匀变变速速直直线线运运动动的的加加速速度度实实验验形形异异质质同同因因此此，处处理理数数据据的的方方法法完完全全相相同同，因因为为做做匀匀变变速速直直线线运运动动的的物物体体在在连连续续相相等等的的时时间间间间隔隔内内位位移移的的增增量量是是相相等等的的，所所以以若若设设x2x1x，则则x3x1x3x2x2x12x，x4x13x，xnx1(n1)x.电磁打点计时器课件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：9.722.47答案：9.722.47