高中物理_第一章__第4节_实验：用打点计时器测速度课件_新人教版必修1

图7
A．t＝1 s 时，B 质点运动方向发生改变 B．t＝2 s 时，A、B 两质点间距离一定等于 2 m C．A、B 同时从静止出发，朝相反的方向运动 D．在 t＝4 s 时，A、B 相遇
解析
质点的运动方向发生改变，即速度的正负发生
变化，显然是在 t＝2 s 时 B 质点改变运动方向，选项 A 错误；t＝2 s 时，质点 A 的位移是 1 m，质点 B 的 位移是－1 m，两质点间距离一定等于 2 m，选项 B 正 确；由题图可知，t＝0 时，A、B 两质点的速度 v＝0， 此后 2 s 内，vA>0，vB<0，故选项 C 正确；t＝4 s 时， 两质点速度相等，并非位移相等(相遇)，选项 D 错误．
答案
(1)0.68 m/s (2)0.83 m/s
三、实验数据的处理 典例 3 汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注 视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如 下表所示：
t/s
v/(km·h－1)
0
20
5
30
10
40
15
50
20
50
25
50
30
50
35
35
40
20
45
5
50
0
根据小明的记录内容，试完成下列问题： (1)从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在 0～ 15 s 内，汽车的速度在变化，时间每经过 5 s 速度增大 __________km/h；在 15～30 s 内汽车速度不变，速度 大小为__________km/h；在 30～45 s 内汽车速度在变 化，每 5 s 速度减小______km/h. (2)请根据表格中的数据，画出对应的 v－t 图象．
图2 (1)计算 0～ 6 点之间的平均速度；
(2)打点计时器打第 4 个点时小车的瞬时速度接近多 少？
思路点拨
Δv 平均速度可由 v＝ 求出， 求瞬时速度时， Δt
应当取包含该点的尽可能短的时间间隔，由平均速度 代替瞬时速度． 解析 (1)0 到 6 点间的平均速度为： Δx v＝ Δt 2.80＋4.40＋5.96＋7.57＋9.10＋10.71 ＝ ×10－2 m/s 6×(0.02×5) ＝0.676 m/s≈0.68 m/s (2)当打点计时器打第 4 个点时，小车的瞬时速度应当 最接近于 3～5 点间的平均速度，则 7.57＋9.10 Δx35 － v4＝ Δt ＝ ×10 2 m/s 2×(0.02×5) 35 ＝0.834 m/s≈0.83 m/s
的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记录了 物体运动的位移，故可反映物体的运动情况．
3．一物体做直线运动的图象如图 5 所示，则该物体 ( A )
图5 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
解析 根据图象可知，物体速度先增大后减小，即先 做加速运动，后做减速运动．由于图线在时间轴上方， 速度方向都为正，方向相同，故选项 A 正确．
4．某物体的运动规律如图 6 所示，下列说法中正 确的是 ( )
图6
A．物体在第1 s末运动方向发生变化
B．第2 s内、第3 s内的速度方向是相同的 C．物体在第2 s内返回出发点，向反方向运动 D．在这7 s内物体的位置始终不会为负值
二、应用纸带计算平均速度和瞬时速度 典例 2 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，从几条纸带中选出了一条不很完整的 纸带，如图 2 所示．纸带上有六个计数点，相邻两 计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频 率为 50 Hz， 相邻计数点之间的距离已标在图中， 单 位是厘米．
答案
BC
6．使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中， 有如下基本步骤： A．把电火花计时器固定在桌子上 B．安装好纸带 C．松开纸带让物体带着纸带运动 D．接通 220 V 交流电源 E．按下脉冲输出开关，进行打点 这些步骤正确的排列顺序为________．
答案
ABDEC
7．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 中错误或遗漏的步骤有 (1)________________________________； (2)________________________________． A． 拉住纸带， 将小车靠近打点计时器， 放开纸带， 再接通电源． B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路． C．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． D．取下纸带．
探究归纳
一、打点计时器的原理及使用 典例 1 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 ) Nhomakorabea解析
电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔
0.02 s 在纸带上打一个点．因此，根据打在纸带上的 点迹，可直接反映物体的运动时间．因为纸带跟运动 物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹 就相应地记录了物体在不同时刻的位置．虽然用刻度 尺量出各点迹间的间隔，可知道物体在不同时间内的 位移，再根据物体的运动性质可算出物体在不同时刻 的速度，但这些量不是纸带上的点迹直接记录的．综 上所述，正确的选项为 A、B.
3．用打点计时器测量瞬时速度 测量瞬时速度的方法(如图 1 所示)
图1
根据 D、 F 两点的位移 Δx 和时间 Δt， 算出纸带在这 Δx 两点间的平均速度 . 用这个平均速度代表纸带经 Δt 过 E 点的 瞬时速度 ．
4．速度—时间图象 在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运 动的 位移 ，用横坐标表示 时间 ，根据表中各时刻 的速度．将v、t 作为一组坐标在图象中描点 ，将点 连线后得出的图象称为速度—时间图象(v－t 图象)．
答案
(1)10
50 15
(2)见解析 (3)能 35 km/h
四、v－t 图象的理解和应用 典例 4 在节假日期间，你可能到公园 或游乐场玩过蹦如图 3 所示，是一名 同学某次从蹦床跳起后的 v－t 图象， 已知 t2＝2t1，结合你的体会和经历， 分析下列问题： (1)他的速度大小是如何变化的？
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．只能粗略地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 ( BC )
2．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打 出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的是 (ABD) A．点痕记录了物体运动的时间 B． 点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内 的位移 C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和 形状 D． 点在纸带上的分布情况， 反映了物体的运动情况 解析 打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点
解析
物体在第 1 s 末运动方向没有发生变化，A 错；
第 2 s 内、第 3 s 内的速度方向是相反的，B 错；物体 在第 2 s 内位移变大，向正方向运动，C 错；物体做的 是往复运动，故物体的位置始终不会为负值，D 项正 确．
答案
D
5．在图 7 所示的 v－t 图中，A、B 两质点同时从同一 点在一条直线上开始运动，运动规律用 A、B 两图 线表示，下列说法正确的是 ( )
墨粉纸盘套在纸盘轴上， (3)电火花计时器， 使用时，
把纸带穿过限位孔．接通220 V 交流电源，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，产生火花放电．当电源的频率 是 50 Hz 时，每隔0.02 s 在纸带上打一个点． 2．练习使用电火花计时器 (1)将电火花计时器固定在 桌子上，检查墨粉纸盘 是否已经正确地套在纸盘轴上； (2)把电火花计时器的电源插头插在 220 V 的交流 电源上； (3)按下脉冲输出开关 ，用手水平地拉动纸带，纸 带上就打出一行小点，随后立即关闭 电源．
图3
(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，是选上升过程的速度方向为 正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？ (4)他在 t2 时刻回到蹦床上了吗？
解析
(1)在 0～t1 时间内速度由 v0 逐渐减小到零，在
t1～t2 时间内速度由零增大到 v0. (2)速度由初速度 v0 减小到零的过程是上升过程， 所对 应的时间为 0～t1； 速度由零增大到 v0 的过程是下降过 程，所对应的时间为 t1～t2.
E． 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合理的顺序填写在下面横线上． ______________________________________________
答案
(1)A中应先接通电源，再释放纸带 (2)D中取
下纸带前应先断开电源顺序BECAD
8． 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．如图 8 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 条通过第一个光电门的时间为 Δt1＝0.29 s，通过第 二个光电门的时间为 Δt2＝0.11 s，已知遮光条的宽 度为 3.0 cm，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．
答案
AB
针对练习 1 器打出的纸带，下列叙述中正确的是 (ABD ) A．点迹均匀，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．相邻两点间的时间间隔相等
解析
打点计时器的振针打点的频率一定(50 Hz)，相
邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速运动，点迹 均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速 运动，点迹变密．