打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用

1、懷仁名師教育高一物理學(xué)案打點計時器、運(yùn)動學(xué)公式知識點：打點計時器的介紹基本使用一、了解打點計時器（打點計時器是計時儀器）1作用及分類打點計時器是一種使用_電源的計時儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，它每隔_打一次點打點計時器和紙帶配合，可以記錄物體運(yùn)動的時間及在一段時間內(nèi)的_供高中學(xué)生實驗用的計時器有_打點計時器和_打點計時器兩種2電磁打點計時器工作電壓：_以下的交流電源；原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，_便振動起來，帶動其上的_上下振動這時，如果紙帶運(yùn)動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點3電火花計時器工作電壓：_交流電源；原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈

2、沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動的紙帶上就打出一行點跡4兩種計時器誤差比較，_計時器使用中運(yùn)動阻力極小，因而系統(tǒng)誤差較小5.使用打點計時器應(yīng)注意哪些事項？6.紙帶上的計時點和計數(shù)點的區(qū)分。7. 測量各計數(shù)點間的距離時，逐個測量較好還是一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再計算各計數(shù)點間的距離較好？（刻度尺的讀數(shù)）8.紙帶上平均速度的計算和某點瞬時速度的計算。二、現(xiàn)代科技儀器測速度1借助傳感器用計算機(jī)測速度2光電門測速度例題一：如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間t10.29 s，通過第二個光電門的時間t2

3、0.11 s，已知遮光板的寬度為3.0 cm，分別求滑塊通過第一個光電門和第二個光電門時的速度大小3利用頻閃照相分析計算物體的速度例題二：下圖是采用每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾下的頻閃照片，照片中每兩個相鄰小球的影像間隔的時間就是0.1 s，這樣便記錄了物體運(yùn)動的時間，而物體運(yùn)動的位移則可以用尺子量出4.電子雷達(dá)測速勻變速直線運(yùn)動考點一：勻變速直線運(yùn)動的基本公式和推理基本公式速度時間關(guān)系式：位移時間關(guān)系式：位移速度關(guān)系式：三個公式中的物理量只要知道任意三個，就可求出其余兩個。利用公式解題時注意：x、v、a為矢量及正、負(fù)號所代表的是方向的不同，解題時要有正方向的規(guī)定。常用推論平均速度公式：一

4、段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度：一段位移的中間位置的瞬時速度：注意：利用微分思想推導(dǎo)位移和時間的關(guān)系例題1. 一個物體勻變速直線運(yùn)動，當(dāng)t=0時，物體的速度大小為12m/s，方向向東；當(dāng)t=2s，物體的速度大小為8m/s，方向仍向東，那么物體的速度大小為2m/s的時刻t應(yīng)為 (   ) A3s  B5s   C7s  D9s 例題2.一個初速度不為零的物體,開始一段時間做勻加速直線運(yùn)動,從t時刻起做勻減速直線運(yùn)動,再經(jīng)過10s物體停下來,

5、已知t時刻后物體的加速度大小為0.5m/s2,則在整個運(yùn)動過程中,該物體的最大速度應(yīng)該是( )A.(v0+0.5t)m/s  B.2.5m/s  C.5m/s  D.條件不足,無法求出  例題3.火車從車站由靜止開出做勻加速直線運(yùn)動,一分鐘行駛540m,則它在最初10s行駛的距離是(  ) A.90m  B.45m C.30m D.15m 例題4.做勻加速直線運(yùn)動的物體,速度由v增加到2v時的位移為s,則當(dāng)速度由3v增加到4v時,它的位

6、移是(  ) A.s25  B.s37 C.3s  D.4s 例題5一輛汽車以15 ms的速度勻運(yùn)行駛了全程的一半，然后勻減速行駛了另一半路程后恰好靜止，則汽車在全段路程上的平均速度是 m/s  例題6. 一質(zhì)點沿直線OX方向做變速運(yùn)動，它離開O點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=5+2t3（m），它的速度隨時間t變化的關(guān)系為v=6t2（m/s），該質(zhì)點在t=0到t=2s間的平均速度和t2s到t=3s間的平均速度的大小分別為 A.12m/s，39m/s  B.

7、8m/s，38m/s  C.12m/s，19.5m/s  D.8m/s，13m/s考點二：追及和相遇問題1.“追及”、“相遇”的特征（同一時刻到達(dá)同一位置）“追及”的主要條件是：兩個物體在追趕過程中處在同一位置。兩物體恰能“相遇”的臨界條件是兩物體處在同一位置時，兩物體的速度恰好相同。2.解“追及”、“相遇”問題的思路（1）根據(jù)對兩物體的運(yùn)動過程分析，畫出物體運(yùn)動示意圖（2）根據(jù)兩物體的運(yùn)動性質(zhì)，分別列出兩個物體的位移方程，注意要將兩物體的運(yùn)動時間的關(guān)系反映在方程中（3）由運(yùn)動示意圖找出兩物體位移間的關(guān)聯(lián)方程（4）聯(lián)立方程求解注意抓住一個條件：是兩物體的速度滿足的

8、臨界條件。如兩物體距離最大、最小，恰好追上或恰好追不上等；兩個關(guān)系：是時間關(guān)系和位移關(guān)系。若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動，注意在追上前，該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動例題7為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的安全距離高速公路由于霧天最高限速為v72 km/h，甲轎車以v72 km/h的速度行駛時，發(fā)現(xiàn)正前方的乙車正以36 km/h的速度勻速行駛，甲車輛的司機(jī)從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車，到汽車開始減速所經(jīng)歷的時間t0.5 s(即反應(yīng)時間)，若甲車的剎車加速度大小為4 m/s2.求：(1)要保證兩車不相碰，甲車的剎車時間至少要多少？(2)要保證兩車不相碰，兩車間的距離x至少應(yīng)為多少？考點三：汽車剎車類

9、問題例題8.汽車以10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛，剎車后經(jīng)2 s速度變?yōu)? m/s，求：(1)剎車后2 s內(nèi)前進(jìn)的距離及剎車過程中的加速度(2)剎車后前進(jìn)9 m所用的時間(3)剎車后8 s內(nèi)前進(jìn)的距離 考點三：紙帶問題的分析判斷物體的運(yùn)動性質(zhì)根據(jù)勻速直線運(yùn)動特點x=vt，若紙帶上各相鄰的點的間隔相等，則可判斷物體做勻速直線運(yùn)動。由勻變速直線運(yùn)動的推論，若所打的紙帶上在任意兩個相鄰且相等的時間內(nèi)物體的位移之差相等，則說明物體做勻變速直線運(yùn)動。求加速度（1）逐差法（2）vt圖象法利用勻變速直線運(yùn)動的一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的推論，求出各點的瞬時速度，建立直角坐標(biāo)系（vt圖

10、象），然后進(jìn)行描點連線，求出圖線的斜率k=a.例題8.一物體做勻變速直線運(yùn)動，已知初速度為v0，末速度為v，試比較中間時刻點的速度與中間位移點速度的大小例題9. 為了測量重力加速度，某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組的一位同學(xué)，利用做自由落體運(yùn)動的重物，牽引紙帶通過打點計時器打出若干條紙帶，從中選出一條清晰的，由紙帶上打出的某一點開始，每5個點剪下一段紙帶，按圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶段粘貼在直角坐標(biāo)系中，已知交流電源的頻率為50 Hz，則重力加速度是_m/s2(保留兩位有效數(shù)字)除了上述利用自由落體測量重力加速度的方法外，你還有沒有更簡便的方法？請簡述測量原理及方法并寫出所

11、用器材例題10.如圖所示，某同學(xué)在做“研究勻速直線運(yùn)動”實驗中，由打點計時器得到表示小車運(yùn)動過程的一條清晰紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，其中X1=7.05cm、X2=7.68cm、X3=8.33cm、X4=8.95cm、X5=9.61cm、X6=10.26cm，則A點處瞬時速度的大小是_m/s，小車運(yùn)動的加速度計算表達(dá)式為_，加速度的大小是_m/s2。懷仁名師教育高一物理配餐打點計時器、運(yùn)動學(xué)公式1某物體以2 m/s2的加速度從某一時刻開始做勻加速直線運(yùn)動，則該物體()A任意1 s的末速度都是該1 s初速度的2倍B任意1 s的末速度都比該1 s初速度大2 m/sC任意1

12、s的初速度都比前1 s的末速度大2 m/sD1 s后的速度為2 m/s時刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5速度(m/s)3.06.09.012129.03.02.（雙選）一輛汽車從甲地開往乙地，先由靜止啟動做勻加速直線運(yùn)動，然后保持勻速直線運(yùn)動，最后做勻減速直線運(yùn)動，當(dāng)速度減為0時剛好到達(dá)乙地從汽車啟動開始計時，下表給出了某些時刻汽車的瞬時速度，據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過分析、計算可以得出汽車()A.勻加速直線運(yùn)動經(jīng)歷的時間為4.0 s B勻加速直線運(yùn)動經(jīng)歷的時間為5 .0 sC勻減速直線運(yùn)動經(jīng)歷的時間為2.0 s D勻減速直線運(yùn)動經(jīng)歷的時間為4.0 s3. （雙選）關(guān)于用打點計時器探

13、究小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗，下列說法中正確的是()A打點計時器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪一端B開始實驗時小車應(yīng)靠近打點計時器一端C應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車D牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好4. 如圖所示，甲、乙、丙三物體從同一地點沿同一方向做直線運(yùn)動，在t1時刻，三物體相比()v甲v乙v丙； x甲>x乙>x丙；a丙>a乙>a甲； 甲、丙之間距離最大；甲、乙、丙相遇A正確 B正確C正確 D全正確5.一小型玩具火箭從地面先勻加速上升，燃料用盡后最后落回地面，其運(yùn)動的vt圖象如圖所示，求：(1)上升階段和下降階段的加速度；(2)火箭離地面的最大高度；(3)從發(fā)射到

14、落地，火箭經(jīng)歷的時間為多少？6.某同學(xué)利用一架固定好的自動相機(jī)，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車啟動后不久做勻加速直線運(yùn)動的照片相鄰兩次曝光的時間間隔為2.0 s已知小轎車的車長為4.5 m他用刻度尺測量照片上的長度關(guān)系，結(jié)果如圖所示，請你估算：(1)這輛小轎車的加速度；(2)小轎車在照片中的第2個像所對應(yīng)時刻的瞬時速度大小v.7在某品牌汽車4S店，一顧客正在測試汽車的加速、減速性能某段時間內(nèi)汽車以36 km/h的速度勻速行駛?cè)羝囈?.6 m/s2的加速度加速，則10 s后速度能達(dá)到多少？若汽車以0.6 m/s2的加速度剎車，則10 s后和20 s后速度各減為多少？打點計時器答案：1B2AC3BC4C解析：(1)從照片上可得，刻度尺的1 cm相當(dāng)于實際長度3 m，量出前后兩段位移分別為4.00 cm和6.70 cm，對應(yīng)的實際位移分別為12 m和20.1 m，已知T2.0 s，由xaT2可得a2.0 m/s2.(2)又根據(jù)這4 s內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得照片中第2個像對應(yīng)的速度v m/s8.0 m/