高中物理總復習打點計時器老師版

.8/8用打點計時器測速度一、兩種計時器的比較：

電磁打點計時器電火花計時器電源性質6V以下交流電源220V交流電源打點頻率打點時間間隔0.02s,頻率50hz打點時間間隔0.02s,頻率50hz打點方式振針通過復寫紙在紙帶上打點電火花放電使墨粉在紙帶上成點阻力來源紙帶與限位孔、限位盤的摩擦；振針與紙帶打點接觸時的摩擦紙帶與限位孔、限位盤的摩擦電火花計時器比電磁打點計時器更精確二、練習使用打點計時器實驗步驟：⑴把打點計時器固定在桌子上,按照要求裝好紙帶。⑵打點計時器接交流電源。⑶接通電源,用手水平地拉動紙帶,紙帶上就打出了一行小點,隨后立即關閉電源。⑷取下紙帶,從能看得清的某個點數(shù)起,數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點,如果共有n個點,那么點的間隔數(shù)為n-1個,則紙帶的運動時間t＝0.02〔n-1s。⑸用刻度尺測量一下從開始計數(shù)的一點到最后一點n間的距離。⑹利用公式v=Δx/Δt計算出紙帶在這段時間內的平均速度。三、測瞬時速度1、測量原理：測量某一位置的瞬時速度,可以取包含這一位置在內的一小段位移△x,測出這一段位移內的平均速度,用這個平均速度代表紙帶經過該位置的瞬時速度。2、用打點計時器測量瞬時速度的方法與步驟：①把打點計時器固定在桌子上。②按照說明把紙帶裝好。③啟動電源,用手水平地拉動紙帶,紙帶上就打出一系列的點。隨后立即關閉電源。④取下紙帶,從能夠看清的某個點開始,每隔0.1s,即每５個點取１個"測量點"標出０,１,２,…,５,如圖1-4-3所示。⑤根據(jù)v＝Δx/Δt計算出0,1,2,…,5各點附近的平均速度,把它當作計時器打下這些點時的瞬時速度,并記入表中,點０作為計時起點,t＝０,便可看出手拉紙帶運動的速度變化情況。說明：①在使用電磁打點計時器時把紙帶穿過限位孔,把復寫紙片壓在紙帶上,在使用電火花計時器時,把墨粉紙盤套在紙盤軸上。②使用時,必須先通電,再拉動紙帶。③測量瞬時速度在選擇測量點0,1,2,…,5時,每隔0.1s選擇一個較好,方便計算；在選擇位移Δx時,應包含上面這個點的一段位移。④用平均速度v=Δx/Δt代替測量點的瞬時速度,選取的Δx越小〔即Δt越短,平均速度越接近瞬時速度,誤差越小。四、用圖象表示速度以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標系,根據(jù)用打點計時器測出的各時刻的瞬時速度值,用描點法在坐標系中描出各個點,再用平滑的曲線將各點連接起來,就得到一條能反映速度隨時間變化關系的圖線,描述速度v與時間t關系的圖象,叫做速度—時間圖象或v－t圖象。五、1：使用打點計時器時,下列問題對實驗的影響是什么？〔1錯接在直流電源上,影響是〔2電源頻率不穩(wěn),影響是〔3打點針壓得太緊,影響是〔4電源電壓不穩(wěn),影響是〔5振針過長,影響是〔1不會打點；〔2打點間隔無規(guī)律,不總是每隔0.02s打一個點,但紙帶上看不出,而實際上打點間隔已不是0.02s內物體運動的位移；〔3針與紙帶接觸時間過長,使"點"變成為"線"；〔4不影響打點的時間間隔,影響打點的清晰程度；〔5對紙帶的影響和振針壓得太緊相似,是間斷的直線。2：若紙帶上出現(xiàn)下列情況是什么原因打點不清晰、不打點：振針過高或電壓太低使振幅過低或復寫紙用的太久。打出的是短線而不是點：振針過低或所加電壓太高使振幅過大打雙點：振針松動1．在"測定勻變速直線運動的加速度"的實驗中,某同學的操作步驟如下,其中錯誤或遺漏的步驟有<遺漏可編上序號F、G……>________．A．拉住紙帶,將小車移到靠近打點計時器處先放開紙帶,再接通電源B．將打點計時器固定在平板上,并接好電源C．把一條細繩拴在小車上,細繩跨過定滑輪,下面吊著適當重的鉤碼D．取下紙帶E．將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔將以上步驟完善并按合理順序填寫在橫線上________________________________________________________________________解析A中應先接通電源再放開紙帶,D中先斷開電源,使計時器停止工作,再取下紙帶；遺漏F,換上新紙帶重復實驗三次．答案ADFBECADF2．如圖1－4－6所示是某同學測量勻變速直線運動的加速度時,從若干紙帶中選中的一條紙帶的一部分,他每隔4個點取一個計數(shù)點,圖上注明了他對各計數(shù)點間距離的測量結果．圖1－4－6<1>為了驗證小車的運動是勻變速運動,請進行下列計算,填入表內<單位：cm>.s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5eq\x\to<Δs>各位移差與平均值最多相差________cm,由此可以得出結論：小車的位移差在________范圍內相等,所以小車的運動是________．<2>根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律,可以求得物體的加速度a＝eq\f<\x\to<Δs>,T2>＝________m/s2.<3>根據(jù)an－3＝eq\f<sn－sn－3,3T2>,可求出a1＝eq\f<s4－s1,3T2>＝________m/s2,a2＝eq\f<s5－s2,3T2>＝________m/s2,a3＝eq\f<s6－s3,3T2>＝________m/s2,所以,eq\x\to<a>＝eq\f<a1＋a2＋a3,3>＝________m/s2.答案<1>1.601.551.621.531.611.580.05任意兩個連續(xù)相等的時間里、在誤差允許的勻加速直線運動<2>1.58<3>1.591.571.591.583．<2010·XX理綜,34<1>>如圖1－4－7是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶．圖1－4－7<1>已知打點計時器電源頻率為50Hz,則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為________．<2>A、B、C、D是紙帶上四個計數(shù)點,每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出．從圖中讀出A、B兩點間距x＝________；C點對應的速度是________<計算結果保留三位有效數(shù)字>．解析<1>打點計時器頻率為50Hz,周期T＝eq\f<1,f>＝0.02s,故打相鄰兩點的時間間隔為0.02s；<2>兩相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T＝0.02×5s＝0.1s,由圖讀出x＝7.0mm＝0.70cm.C點對應速度vC＝eq\f<xBC＋xCD,2T>＝eq\f<0.90＋1.10,2×0.1>cm/s＝0.100m/s.答案<1>0.02s<2>0.66～0.70cm0.100m4．<2011·XX卷,34<1>>圖1－4－8是"研究勻變速直線運動"實驗中獲得的一條紙帶,O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點,加速度大小用a表示．圖1－4－8①OD間的距離為________cm.②圖1－4－9是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的s－t2圖線<s為各計數(shù)點至同一起點的距離>,斜率表示________,其大小為________m/s2<保留三位有效數(shù)字>．圖1－4－9解析①1cm＋1mm×2.0＝1.20cm.②加速度的一半,eq\f<1,2>a＝eq\f<2.8－0×10－2,0.06－0>m/s2＝0.467m/s2,所以加速度大小a≈0.933m/s2.答案①1.20②加速度的一半0.9335．一小球在桌面上做勻加速直線運動,現(xiàn)用高速攝影機在同一底片上多次曝光,記錄下小球運動過程中在每次曝光時的位置,并將小球的位置編號,得到的照片如圖1－4－10所示．由于底片保管不當,其中位置4處被污損．若已知攝影機連續(xù)兩次曝光的時間間隔均為1s,則利用該照片可求出：小球運動的加速度約為________m/s2.位置4對應的速度為________m/s,能求出4的具體位置嗎？________.求解方法是：____________________<不要求計算,但要說明過程>．圖1－4－10解析從圖中讀出5、6之間的距離為37.5cm－24.0cm＝13.5cm,2、3之間的距離為6.0cm－1.5cm＝4.5cm,利用逐差法有s56－s23＝3aT2,求出a＝3.0×10－2m/s2；位置4對應的速度為v4＝eq\f<s35,2T>＝eq\f<24.0－6.0,2>×10－2m/s＝9×10－2m/s；欲求4的具體位置,可以采用逐差法利用<s6－s4>－<s4－s2>＝4aT2求解．答案3.0×10－2<2.8×10－2～3.1×10－2均可>9×10－2能利用<s6－s4>－<s4－s2>＝4aT2可以求出位置4的具體位置<其他方法合理均可>6．<2012·XX模擬>在"研究勻變速直線運動"的實驗中,某同學得到一條用打點計時器打下的紙帶,并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個計數(shù)點<圖中每相鄰兩個記數(shù)點間還有四個打點計時器打下的點未畫出>,如圖1－4－11所示．打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙帶上,其零刻度和記數(shù)點O對齊,從刻度尺上直接讀取數(shù)據(jù)記錄在表中．圖1－4－11線段OAOBOCODOEOF數(shù)據(jù)/cm0.541.532.924.767.009.40①由以上數(shù)據(jù)可計算出打點計時器在打A,B,C,D,E各點時物體的速度,如下表所示.各點速度vAvBvCvDvE數(shù)據(jù)/<×10－2m7.7012.016.220.4表中E點的速度應該為________m/s.②試根據(jù)表格中數(shù)據(jù)和你求得的E點速度在右上方所給的坐標中,作出v－t圖象,如圖1－4－12.從圖象中求得物體的加速度a＝________m/s2<取兩位有效數(shù)字>圖1－4－12解析根據(jù)勻變速運動中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度即vE＝eq\f<DF,2T>,OF－OD＝DF＝4.64cm,T＝0.1s,vE＝2.32×10－2m/s加速度可根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出圖線斜率．答案①23.2×10－2②0.42<0.40～0.44>實驗用打點計時器測加速度一、實驗目的使用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度。二、實驗原理解題時要有正方向的規(guī)定。1．平均速度:勻變速直線運動的平均速度公式：2．勻變速直線運動：速度公式：位移公式：推論公式〔無時間：勻變速直線運動的中間時刻速度公式：打點計時器求加速度公式：打點計時器求某點速度公式：3．初速度為零的勻變速直線運動比例規(guī)律第一秒末,第二秒末,第三秒末的速度比：v1：v2：：vn=1：2：3：n前一秒,前二秒,前三秒的位移比：S1：S2：：Sn=1：4：9：n2第一秒,第二秒,第三秒的位移比：SI：SII：：SN=1：3：5：<2n-1>相同位移時間比1：〔√2-1：〔√3-2：〔√4-3常用推論平均速度公式：一段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內的平均速度：一段位移的中間位置的瞬時速度：設物體做勻加速直線運動,加速度是a,在各個連續(xù)相等的時間T里的位移分別是s1、s2、s3……則有△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式還可得到s4-s1=<s4-s3>+<s3-s2>+<s2-s1>=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可見,測出各段位移s1、s2……即可求出……再算出a1、a2……的平均值,就是我們所要測定的勻變速直線運動的加速度。三．打點計時器紙帶的處理〔1取點原則是：從打下的紙帶中必須選取點跡清晰的紙帶,舍掉開始比較密集的點跡,從便于測量位置取一個開始點A,然后每5個點〔或者說每隔4個點如圖1-4-1所示,取一個計數(shù)點B、C、D、E、F…。這樣每兩個計數(shù)間的時間間隔為T＝0.1s,計算比較方便．〔2從紙帶讀取長度的方法：讀取長度利用毫米刻度尺．測出各點到A點的距離,算出相鄰計數(shù)點間的距離s1、s2、s3、s4、s5、s6…。由于毫米尺的最小刻度是mm,讀數(shù)時必須估讀到0.1mm位．〔3利用打下的紙帶計算各計數(shù)點的速度和加速度的方法①利用打下的紙帶求任一計數(shù)點對應的瞬時速度：vn=．②求打下的紙帶的加速度利用"逐差法"求a,例利用v－t圖象求a,求出B、C、D、E、F…各點的即時速度,畫出v－t圖線,圖線的斜率就是所要求的加速度a打點計時器測加速度〔20分鐘1．在"測定勻變速直線運動的加速度"實驗中,對于減小實驗誤差來說,下列方法有益的是<>A.把每打五個點的時間間隔作為一個時間單位來選取記數(shù)點B.使小車運動的加速度盡量小些C.舍去紙帶上密集的點,只利用點跡清晰,點間間隔適當?shù)哪且徊糠诌M行測量、計算D.選用各處平整程度、光滑程度相同的長木板做實驗2.關于打點計時器的使用,下列說法中正確的是<>A.打點記時器一般使用4V～6V的直流電源.B.安放紙帶時,應把紙帶放在復寫紙的上面.C.開始釋放小車時,應使小車靠近打點計時器.D.最好在接通電源的同時,放開小車.3.下面是幾個同學打出的幾條紙帶,關于紙帶所對應的運動情況正確的是<計數(shù)點按打點的先后順序編號>.<>A.甲、丁圖表示物體作勻速運動.B.丙圖表示物體作減速運動.C.乙圖中若s6-s5＝s5-s4＝s4-s3＝s3-s2＝s2-s1,則物體作勻變速運動D.乙圖中若Δs恒定,且s1＝Δs/2,則表示物體作初速為零的勻加變直線運動.4.在用打點計時器測勻加速直線運動加速度的實驗中,在紙帶上取得連續(xù)清晰的7個點,用刻度尺測得各點與第1點的距離如下：點的順序1234567距離<cm>06.0312.5019.3526.5434.1542.15則該運動物體的加速度a=___________m／s2．<所用交流電源頻率為50Hz>5.在"測定勻變速直線運動的加速度"實驗中,得到記錄紙帶如圖9-2所示,圖中的點為記數(shù)點,在每兩相鄰的記數(shù)點間還有4個點沒有畫出,則小車運動的加速度為<單位：m/s2><>B.2.0C.20.06.如圖9-3所示,紙帶上A、B、C、D、E、F、G為計數(shù)點,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出,由圖可知紙帶的加速度等于,在打D點時紙帶的速度為.<圖中表示各計數(shù)點與第一個點的距離>7.在研究勻變速直線運動的實驗中,算出小車經各計數(shù)點的瞬時的速度如下：計數(shù)點序號123456計數(shù)點對應的時刻<s>0.100.200.300.400.500.60通過計數(shù)點的速度<cm/s>44.062.081.0100.0110.0168.0<1>為了計算加速度,合理的方法是<>A.根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度公式,用a＝Δv/Δt算加速度.B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,量出其傾角,由公式a＝tgα求加速度.C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v-t圖,由圖上相距較遠的兩點,由a＝Δv/Δt求a.D.依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點間的加速度,算出其平均值作小車的加速度.[經典練習]1．圖為用打點計時器測定勻變速直線運動的加速度的實驗時