第四节 实验：用打点计时器测速度.doc

1.4 实验：用打点计时器测速度
1、 打点计时器是一种记录物体运动_____和_____信息的仪器。
2、 电磁打点计时器
a、电磁打点计时器的构造：
b、电磁打点计时器的工作原理：工作电压为____以下，当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，振针也就跟着上下振动，这时如果限位孔里有纸带，便会打下一些小点。如果电源的频率是50Hz，振针就会通过复写纸每隔_____s在纸带上打下一个点。
3、 电火花计时器
a、电火花计时器的构造：
b、电火花计时器的工作原理：使用时，_________套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔，接通____V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，产生电火花放电。当电源频率为50Hz时，每隔____s在纸带上打下一个点。
电火花计时器工作时，纸带受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。
4、 练习使用打点计时器：
使用步骤：了解打点计时器的结构和使用说明、注意事项，把打点计时器固定好。
‚按照说明连接计时器并把纸带放好。
ƒ先启动电源，后释放小车或者用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，打完纸带立即关闭电源。
④取出纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计数点之间的时间间隔
⑤用刻度尺分别测量出第1个点到第n个点的距离
⑥在实验测量之前，根据实验要求，自己设计一个表格，用来记录以上测量值和填写相应计算结果。
注意事项：a 使用打点计时器时，应该先接通电源，再拉动纸带；实验结束之后，应立即关闭电源。
b 拉动纸带前，应该把要用手拉动的一端放在靠近打点计时器的位置，并注意在用手拉动纸带时，速度要快一些，以防打出来的点过于密集。
c 工作电压4--6伏

5、 用打点计时器测量瞬时速度
a 测量方法如下图所示：

根据D、F两点的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度Δx/Δt，用这个平均速度代表纸带经过E点的瞬时速度。
b 在实验过程中，要多次测量选点计算，注意点的选取时，三个点不要靠的太近，以便于计算。

6、 用图象表示速度
a 用图象表示速度可以更直观的观察到速度的变化。
b 常用的作图方法：描点作图法和根据函数关系式作图
c 作图步骤：①建立直角坐标系：以速度v为纵轴，以时间t为横轴建立直角坐标系，设定合适的刻度，注明单位。
②严格按照实验数据描点，根据点的分布分析速度的特点
③描出的点是不连续的，要用平滑的曲线来“拟合”试验中描出的点，因为在实验中，速度是随时间连续变化的，如图所示。

④观察v---t图象的特点
d 速度时间图象的特点
①从图中可以找到每一个时刻所对应的速度
②可以观察出速度随时间变化的关系，判断出物体运动的规律
③在速度时间图象中，横轴以上的数据表示物体速度大于零，横轴以下的数据表示速度小于零。
④注意拐点，仅仅表示速度的增加或者是减小，并不一定表示物体在这一时刻运动方向发生变化
典例剖析
例1、如何用速度时间图象表示匀速直线运动？动手画一下。

例2、运动的物体带动纸带被打点计时器打下一系列的点，这些点的距离不一定相等，但这些点能够说明（ ）
A 运动物体在一段时间内的位移
B 运动物体在一段时间内的运动快慢
C 运动物体在某时刻的位置
D 运动物体的运动性质
例3、通过打点计时器得到的一系列点迹不均与，下列判断正确的是（ ）
A 点迹密集的地方物体运动的速度较大
B 点迹密集的地方物体运动的速度较小
C 点迹不均匀说明物体做变速运动
D 点迹不均匀说明打点计时器有故障
拓展研究
1、 对纸带上的点迹下列说法正确的是（ ）
A 点迹记录了物体运动的时间
B 点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
C 点迹在纸带上的分布情况反映了物体的体积和大小
D 点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
2、 打出点迹不够清晰的原因可能是（ ）
A 电源的电压偏低 B 永磁体磁性不足
C 振针位置过高 D 复写纸陈旧
E 振动片不在永磁体的中央
3,、打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了（ ）
A 物体运动的时间 B 物体在不同时刻的位置
C 物体在不同时间内的位移 D 物体在不同时刻的速度
4、 打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是（ ）
A 点击均匀，说明纸带做匀速运动
B 点迹变稀，说明纸带做加速运动
C 点迹变密，说明纸带做加速运动
D 相邻两点的时间间隔相等
5、一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从纸带中选出了一条很不完整的纸带，如下图所示，纸带上有六个计数点，相邻两点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米

①计算0到6点之间的平均速度
②打点计时器打第四个点时小车的瞬时速度是多少？
6、 汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注释速度计，并记下了间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示：
根据小明的记录内容，试完成以下各题：
①从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在0到15秒内，汽车的速度在变化，时间每经过5秒速度增大______，在15到30秒内汽车速度在变化，每5秒减少_____
②请根据表格中的数据，画出对应的v--t图象。

7、 在节假日期间，你可能到公园或者游乐场玩过蹦床，如图所示，这是一名同学某此从蹦床跳起后的v--t图象，已知t2=2t1,结合你的体会和精力，分析下列问题：

①他的速度大小是如何变化的？
②哪段时间是上升的？哪段时间是下降的？
③从图象中可以看出，是选上升的过程速度的方向为正方向还是选下降的过程速度方向为正方向？
④他在t2时刻回到蹦床上了吗？
8、如下图所示是A、B两个物体做直线运动的速度图象，下列说法中正确的是（ ）

A物体A做加速直线运动
B物体B做减速直线运动
C物体A的加速度为正值，B的加速度为负值，所以A的加速度大于B的加速度
D 物体B的速度变化比A的速度变化快
课时作业
1、 打点计时器打出的纸带( )
A能准确地求出某点的瞬时速度
B 只能粗略的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
2、 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列关于这些点迹的说法正确的是（ ）
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 点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状
D 点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况
3、 根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式就能直接得到的物理量是（ ）
A 时间间隔 B 位移 C 速率 D 平均速度
4、 接通电源与释放纸带让纸带开始运动，这两项操作的时间顺序是（ ）
A 先接通电源，后释放纸带
B先释放纸带，后接通电源
C 释放纸带的同时接通电源
D 先接通电源或先释放纸带都可以
5、 下列说法中正确的是 （ ）
A 电磁打点计时器个电火花打点计时器的计时原理基本一样
B 电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样
C 电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02s
D 电磁打点计时器和电火花计时器外界的交流电频率都是一样的
6、 打点计时器所用交流电源频率为50Hz，其相邻点时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上记录的时间为t，则下列各式中正确的是（ ）
A T=0.02s，t=N/T B T=0.05s，t=(N-1)T
C T=0.02s，t=(N-1)T D T=0.05s，t=NT\
7、 练习使用打点计时器的步骤如下：
①把打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，把复写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面
②把打点计时器连接在10V以下的直流电源上
③拉动纸带后，再接通电源
④取下纸带，以纸带上的起始点为O，依次在每个点上标出1、2、3......，用刻度尺分别量出两点间的距离，比较是否相等，判断是什么性质的运动
试纠正以上步骤中的错误之处。

8、 一物体做直线运动的图象如下图所示，则该物体（ ）

A 先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同
B 先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反
C 先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同
D 先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反
9、 某物体的运动规律如下图所示，下列说法正确的是（ ）

A 物体在第1秒末运动方向发生变化
B 第2秒内，第3秒内的速度方向是相同的
C 物体在第2秒内返回出发点，向反方向运动
D 在这7秒内物体的位置始终不会为负值
10、 在下图所示的速度时间图象中，A、B两质点同时从同一点在同一条直线上开始运动，运动规律如图所示，下列说法中正确的是（ ）、

A 第1秒末，B质点的运动方向发生改变
B 第2秒末，A、B两质点间距离一定等于2m
C A、B两质点同时从静止出发，朝相反的方向运动
D 在第4秒末，A、B两质点相遇
11、 使用电火花计时器来分析物体运动情况的试验中，有如下基本步骤：
①把电火花计时器固定在桌子上
②安装好纸带
③松开纸带让物体带着纸带运动
④接通220V交流电
⑤按下脉冲输出开关，进行打点
这些步骤正确的排列顺序为________________
12、 用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度，如下图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个电门的时间为Δt1=0.29s，通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11s，已知遮光条的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小。
13、 如下图所示，甲乙两图象分别是某个运动质点的x--t图象和v--t图象，试说明两图象中的OA、AB、BC、CD、DE各个阶段表示质点分别做什么运动？

14、 在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况，在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或者遗漏的步骤有
A___________________________________________________________________________
B___________________________________________________________________________
①拉住纸带，将小车靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源
②将打点计时器固定在平板上，并接好电源
③把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
④取下纸带
⑤将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
将以上步骤完善后按照合理的顺序填写在下面横线上
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