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4实验：用打点计时器测速度,第一章运动的描述,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.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律,目标定位,栏目索引,实验：用打点计时器测速度,对点检测自查自纠,实验：用打点计时器测速度,一、打点计时器及其原理1.作用及分类打点计时器是一种使用(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及在一段时间内的，供高中学生实验用的计时器有打点计时器和计时器两种.2.电磁打点计时器(1)工作电压：以下的(填“交流”或“直流”)电源；,交流,0.02s,时间,位移,电磁,电火花,6V,交流,答案,(2)原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，便振动起来，带动其上的上下振动.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：交流电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生，于是在运动的纸带上打出一行点迹.4.两种计时器误差比较计时器使用中对纸带的运动阻力极小，因而系统误差较小.,振片,振针,220V,火花放电,电火花,答案,二、练习使用打点计时器1.实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带.(2)把打点计时器的两个接线柱接到电源上(电磁打点计时器接V以下低压电，电火花计时器接V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.,交流,6,交流,220,交流,答案,(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，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t()0.02s.(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离x.(6)利用公式v计算出纸带在这段时间内的平均速度.,n1,n1,答案,2.注意事项(1)打点前，应使物体停在(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.(2)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)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.(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计数点到起始点O之间的距离).读数时应估读到的下一位.,靠近,毫米,答案,三、用打点计时器测量瞬时速度1.原理纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移x内的表示，即根据v，当t或x较小时，用这个代表纸带经过该位置的瞬时速度.如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE.,平均速度,平均速度,图1,答案,2.数据处理(1)测量：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，如图2所示，依次测出各点到O点的距离，再算出OA、AB、BC的距离x1、x2、x3.,图2,(2)计算：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：vA、vB、vC、vD.(3)列表比较：把数据填入下表，根据数据判断纸带运动速度的变化情况.,答案,3.注意(1)为了减小实验误差，A、B、C、D不一定是连续计时点，比如可以间隔T0.1s(即每隔四个点)选一个点(称为计数点).(2)计算计数点的瞬时速度时，x、t应取此计数点前、后两个计数点之间的位移和时间，即v.,答案,四、用图象表示速度1.速度时间图象(vt图象)用横轴表示，纵轴表示，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，即得到物体运动的vt图象.2.vt图象的意义vt图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它(填“是”或“不是”)物体运动的轨迹.,时间t,速度v,不是,答案,例如，图3所示是某质点做直线运动的vt图象.,图3,由vt图象可知在AB段速度随时间不断增大，表示质点做运动；在BC段速度不随时间变化，表示质点做匀速运动；在CD段速度随时间不断减小，表示质点做运动.质点在t0时刻的速度为0.在5s末的速度大小为15m/s.,加速,减速,答案,典例精析,例1电磁打点计时器和电火花计时器的构造如图4所示，以下说法正确的是(),甲乙图4,A.图甲是电磁打点计时器，图乙是电火花计时器B.图甲使用的电源是交流220V，图乙使用的电源是直流6V以下C.电磁打点计时器和电火花计时器在实验中的作用是相同的D.利用打点计时器可以直接测量计数点的瞬时速度,解析答案,解析电火花打点计时器使用的不是复写纸而是墨粉纸盘，图甲是电火花计时器，图乙是电磁打点计时器，故A错误；电磁打点计时器工作电压是6V以下交流电，电火花计时器的工作电压是220V交流电，故B错误；它们使用的电源频率为50Hz时，都是每隔0.02s打一个点，在实验中的作用是相同的，故C正确；根据工作原理，依据平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可计算出计数点的瞬时速度，故D错误.答案C,例2用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没有按操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，导线的另一端分别接在低压_(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定在桌子上，让纸带穿过_，并压在_下面.C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离x.,D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t_.E.接通电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点.F.利用公式计算纸带运动的平均速度.实验步骤的合理顺序是_.,解析答案,解析打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；若打出n个点，则有(n1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间t(n1)0.02s；实验步骤的排列一般要按先安装器材然后进行实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是：B、A、E、D、C、F.答案交流限位孔复写纸(n1)0.02sBAEDCF,例3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.相邻计数点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.(本题计算结果均保留3位有效数字),图5,(1)在实验中，使用打点计时器时应先_再_(填“释放纸带”或“接通电源”).,解析在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带.,接通电源,释放纸带,解析答案,(2)每两个计数点间还有_个点没有标出.,4,解析答案,(3)试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s测一次速度，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.,答案0.4000.4790.560,解析答案,(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.,图6,解析图线如图所示：,答案见解析图,返回,解析答案,对点检测自查自纠,1,2,3,1.关于打点计时器，下列说法正确的是()A.纸带上打的点越密，说明物体运动得越快B.电火花计时器使用的是220V交流电源C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长D.实验时应先释放小车，后接通打点计时器的电源,解析纸带上打的点越密，说明物体运动越慢；电火花计时器使用的是220V交流电源；因为T，所以使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越短；实验时应先接通打点计时器的电源，后释放小车.B正确.,B,解析答案,1,2,3,2.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，用毫米刻度尺测量的情况如图7所示，纸带上A、C间对应的时间为_s，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.二者之间，B点的瞬时速度更接近于_m/s.,图7,解析答案,1,2,3,解析由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s.A、C间的距离为14.0mm0.0140m.A、C间对应的时间为0.022s0.04s.A、D间的距离为25.5mm0.0255m.,B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度.,答案0.040.350.430.35,1,2,3,3.图8是某物体运动的vt图象.物体的初速度为_，在0t1内物体做_运动，t1t2内做_运动，t2t3内做_运动，物体的速度方向_(填“不变”或“变化”).,图8,零,加速,匀速,减速,不变,返回,答案,
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