實驗：用打點計時器測量小車的速度高一上學(xué)期物理教科版（2019）必修第一冊

用打點計時器測小車速度（1）高一物理組何文莉思考討論我國作為世界四大文明古國之一，計時器的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計時器？實驗儀器介紹實驗儀器介紹1.使用6V以下的交變電流2.電源頻率是50Hz，它每隔0.02s打一個點。實驗儀器介紹1.使用約220V的交變電流2.電源頻率是50Hz，它每隔0.02s打一個點。實驗儀器介紹用打點計時器測小車速度點跡密集重合不可用計時點序號OABCDE…計時點對應(yīng)的時刻/s

計時點對應(yīng)的位置坐標(biāo)x/cm

00.852.053.595.197.10讀數(shù)：精度為0.1cm，需要估讀到下一位。選做起始點O(1)在紙帶上選取一段點跡清晰并且沒有重疊的區(qū)間，把第1個點標(biāo)為o，而后依次標(biāo)為A、B、C、D……(2）用刻度尺測量各點的位置（一般使刻度尺的零刻度線與О點對齊，即О點的位置記為O),并記錄在表中。0.0200.040.060.080.10用打點計時器測小車速度完成下列表格0.00850.01200.01540.01600.01910.4250.60.770.80.955為減小實驗誤差，A、B、C、D…不一定是連續(xù)的計時點，可以每5個點(中間隔4個點)取一個計數(shù)點，此時兩計數(shù)點的時間間隔T＝

s.0.1牛刀小試（2023廣東燦頭金山中學(xué)月考）光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示出滑塊的擋光時間?，F(xiàn)有某滑塊在斜面上滑行。先后兩次通過光電門1和2，計時器顯示的擋光時間分別是

，用分度值為1mm的刻度尺測量小滑塊的長度d，示數(shù)如圖乙所示。（1）該滑塊的長度d為

cm（2）滑塊通過光電門的速度v1、v2分別為

m/s、

m/s。（保留3位有效數(shù)字）知識復(fù)習(xí)某同學(xué)在用打點計時器做實驗時，得到的紙帶如圖所示，這可能是應(yīng)為（

）A.打點計時器錯接在直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)C.電源頻率不穩(wěn)D.振針壓得過緊D知識回顧1.工作電壓：

。2.打點頻率：

。3.打點周期：

。4.阻力

。一、電磁打點計時器二、電火花計時器1.工作電壓：

。2.打點頻率：

。3.打點周期：

。4.阻力

。實驗時先

（先拉紙帶再開啟電源或先開啟電源再拉紙帶）；實驗結(jié)束后立馬

。（關(guān)閉電源或取下紙帶）220v交流電50HZ0.02S較大220v交流電50HZ0.02S較小開啟電源再拉紙帶關(guān)閉電源用打點計時器測小車速度（2）用打點計時器測小車速度用打點計時器測小車速度一、實驗?zāi)康亩?、實驗原理通過打點計時器測量小車的速度。打點計時器，記錄小車運動的位移和時間.通過測量位置的變化，計算得出各段的平均速度代替小車某位置的瞬時速度.BADFEHCG用打點計時器測小車速度小車、附有滑輪的長木板、打點計時器、紙帶、細(xì)繩、刻度尺、坐標(biāo)紙.三、實驗儀器用打點計時器測小車速度(1）安裝實驗器材。把電火花打點計時器接到220v交流電上。將其固定在長木板沒有滑輪的一邊。紙帶穿過限位孔，放置在墨粉紙盤（復(fù)寫紙）的下面。細(xì)繩穿過定滑輪垂下。用打點計時器測小車速度(2）使小車保持靜止靠近打點計時器，開啟打點計時器的電源開關(guān)。打點計時器穩(wěn)定工作后，用手拉動細(xì)繩，使小車沿木板做直線運動。待小車運動約一半距離時，松開手，使小車依靠慣性繼續(xù)運動，直到左端。紙帶上會留下一系列點跡。實驗注意事項1.打點前，應(yīng)使小車停在靠近

的位置。2.打點時，應(yīng)先

，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再

。3.打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即

。4.對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是

，即統(tǒng)一測量出各個計數(shù)點到起始點之間的距離。讀數(shù)時應(yīng)估讀到

下一位。5.為減小實驗誤差，A、B、C、D…不一定是連續(xù)的計時點，可以每5個點(中間隔4個點)取一個計數(shù)點，此時兩計數(shù)點的時間間隔T＝

。打點計時器開啟電源拉動紙帶關(guān)閉電源一次測量完畢0.1s毫米用打點計時器測小車速度——數(shù)據(jù)處理點跡密集重合不可用計時點序號OABCDE…計時點對應(yīng)的時刻/s

計時點對應(yīng)的位置坐標(biāo)x/cm

00.852.053.595.197.10讀數(shù)：精度為0.1cm，需要估讀到下一位。選做起始點O(1)在紙帶上選取一段點跡清晰并且沒有重疊的區(qū)間，把第1個點標(biāo)為o，而后依次標(biāo)為A、B、C、D……(2）用刻度尺測量各點的位置（一般使刻度尺的零刻度線與О點對齊，即О點的位置記為O),并記錄在表中。0.0200.040.060.080.10用打點計時器測小車速度——數(shù)據(jù)處理完成下列表格0.00850.01200.01540.01600.01910.4250.60.770.80.9550.1用打點計時器測小車速度——繪制圖像5.繪制v－t圖像把相鄰計時點間的平均速度當(dāng)作起始點的瞬時速度(例如把

當(dāng)作vO)，在圖所示的坐標(biāo)紙上繪制v－t圖像.時間間隔很小時的近似處理方法誤差分析1.利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度造成系統(tǒng)誤差，為減小此種誤差，應(yīng)取較小

來求平均速度。2.測量計數(shù)點間的位移x帶來誤差。減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別計算出個計數(shù)點間的距離。3.計數(shù)點間的時間

搞錯，n個計數(shù)點間的時間間隔為

，而非

。4.作v-t圖像不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定的不合理，作圖粗糙帶來誤差。小試牛刀例一、某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，得到如圖所示的紙帶，按照打點的先后順序，紙帶上的計數(shù)點依次用O、A、B、C、D、E表示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個計時點沒畫出來。(1)電磁打點計時器使用________V的________(選填“交流”或“直流”)電源；電火花計時器使用________V的________(選填“交流”或“直流”)電源。(2)由圖可以知道，A、B兩點的時間間隔是________s，紙帶做的是________(選填“加速”“減速”或“勻速”)直線運動。(3)小車經(jīng)過OE段的平均速度是________m/s，小車經(jīng)過B點時的速度是________m/s。6交流220交流0.1加速0.820.65小試牛刀針對訓(xùn)練一、某同學(xué)在做“用打點計時器測速度”的實驗時，得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，在紙帶上依次選出7個計數(shù)點，分別標(biāo)記為O、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個計數(shù)點間還有四個點未畫出，每相鄰兩計數(shù)點間時間間隔為T，打點計時器所用電源的頻率是50Hz。(1)測得C、D兩點間距x4＝2.70cm，D、E兩點間距x5＝2.90cm，則根據(jù)數(shù)據(jù)計算：打D點時紙帶的速度vD＝________(用x4、x5、T表示)，速度值vD＝________m/s(保留3位有效數(shù)字)。0.280小試牛刀研究小車做勻變速直線運動的實驗裝置如圖甲所示，其中斜面傾角θ可調(diào)。打點計時器的工作頻率為50Hz。紙帶上計數(shù)點的間距如圖乙所示，其中每相鄰兩點之間還有4個點未畫出。(1)部分實驗步驟如下：A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶；B．接通電源，等打點計時器工作穩(wěn)定后放開小車；C．將小車停靠在打點計時器附近，小車尾部