物理 全國一等獎

1.4實驗：用打點計時器測速度

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1．練習(xí)使用電磁打點計時器或電火花計時器．

2．學(xué)會利用打上點的紙帶研究物體的運動情況．

3．利用v－t圖象分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動．學(xué)習(xí)過程知識點1

打點計時器（1）打點計時器是一種記錄運動物體在一定時間間隔內(nèi)位移的儀器。（2）分類：電磁打點計時器、電火花打點計時器

A．工作條件：使用

的

電源。當(dāng)電源的頻率為

時，它每隔

打一個點。

B．電磁打點計時器的構(gòu)造課本P19圖1.4—1所示

C．工作原理：它是利用電流的磁效應(yīng)打點計時的一種儀器。4—6V交流50HZ0.02S①電磁打點計時器

②電火花打點計時器A．工作條件：使用

電源，工作電壓

，當(dāng)電源的頻率為

時，它每隔

打一個點。B．電火花打點計時器的構(gòu)造如課本P20圖1.4—2所示C．原理：電火花計時器裝置有一個將正弦式交變電流轉(zhuǎn)化為脈沖式交變電流的裝置。脈沖電流產(chǎn)生電火花，利用電火花放電在紙帶上打出點來。交流220V50HZ0.02S

電磁打點計時器使用時電阻較大（原因：

）。電火花計時器在使用過程中阻力極小，因而系統(tǒng)誤差

。撞針撞擊紙帶較小

③兩種打點計時器的特點：例1

關(guān)于打點計時器的使用，下列說法中正確的是（）

A．打點計時器應(yīng)用低壓交流電源，交流電源的頻率為50HzB．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復(fù)寫紙的上面

C．要先通電，后釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源

D．為減小摩擦，每次測量應(yīng)先將紙帶理順CD舉一反三2

當(dāng)紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點，下列關(guān)于紙帶上點的說法中，正確的是（）

A．點記錄了物體運動的時間

B．點記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移

C．點在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀

D．紙帶上的點的分布情況，反映了物體的運動情況ABD知識點2

用打點計時器測瞬時速度（1）實驗原理①兩種打點計時器當(dāng)接通50Hz的交流電時，都是每隔

打一次點。②當(dāng)紙帶跟運動物體連在一起時，打點計時器打在紙帶上的點就是相應(yīng)地表示物體在不同時刻的

，紙帶上各點之間的距離就表示出運動物體在不同時間內(nèi)的

。根據(jù)平均速度的定義式v=△x/△t，當(dāng)△t很短時，可以認(rèn)為△x/△t等于t時刻的

。0.02S位置位移瞬時速度（2）實驗步驟①把打點計時器固定在桌子上，裝好紙帶。②把打點計時器的電源線接在220V的交流電源上。③先

，再

，紙帶上就會打下一系列的點跡。④取下紙帶，從

開始，往后數(shù)出n個點，則這些點劃分出來的間隔數(shù)為

。由此計算出紙帶從第一個點到第n個點的運動時間為

。⑤用刻度尺測量出第一個點到第n個點的距離x，再利用公式

計算紙帶通過這段位移時的

速度。接通電源釋放紙帶清晰的點n-10.02(n-1)Sx0.02(n-1)平均（3）實驗數(shù)據(jù)處理①根據(jù)紙帶分析物體的運動情況并計算平均速度

A．在紙帶上相鄰兩點的時間間隔均為

，所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度

。

B．根據(jù)v=△x/△t，求出任意兩點間的

速度。②某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在內(nèi)的兩點間的

速度來表示，如圖所示：

思考：選取離E點近些的兩點較好，還是選取離E點遠(yuǎn)些的兩點較好？0.02s較小平均平均········DEF△x△t=0.08sGCvE≈vDF或vE≈vCG

例2、打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量情況如圖所示，紙帶在A、C間的平均速度為

。m/s，在A、D間的平均速度為

m/s，B點的瞬時速度更接近于

m/s?！?cm123ABCD···0.350.4170.35

例3、如圖所示，根據(jù)打點計時器打出的紙帶判斷：表示一直做勻速運動的是（）C......D......A........B........B先加速后再減速的是（）一直做減速運動的是（）一直做加速運動的是（）ADC·······x1x2x3x4x5x60123456知識點3

速度—時間圖像：v—t圖v1v2

v3v4v5vtot1t2

t3t4t5t1v1t2v2t3t5t4v3v4v5例4、由打點計時器所打紙帶的數(shù)據(jù)，以打1號點的時刻開始計時，畫出紙帶運動的速度圖像。.......01234561cm3cm5cm7cm9cm11cm12345時刻（10-2s）速度(m/s)0246812345t(10-2s)v(m/s)012345678910654321（1）定義：描述速度v與時間t關(guān)系的圖像。用橫軸表示

，用縱軸表示

，建立

坐標(biāo)系，根據(jù)

描點，用

連接各點。時間速度平面直角（2）意義：圖像上每一個點都表示某一時刻t的速度v。直觀地反映了

的情況。速度變化它并不是物體運動的軌跡！

vto知識點3

速度—時間圖像：v—t圖時刻和速度平滑曲線（3）比較下列v-t圖像的區(qū)別vtovtovtovto【基礎(chǔ)過關(guān)】1、根據(jù)打點計時器打出的紙帶（）

A．能準(zhǔn)確地求出某點的瞬時速度

B．只能粗略地求出某點的瞬時速度

C．能準(zhǔn)確地求出某段時間內(nèi)平均速度

D．可以任意地利用某段時間內(nèi)的平均速度代表某點的瞬時速度BCADBEC2、使用電火花打點