苏版高一二物理备课资料：实验：用打点计时器测速度

苏版高一二物理备课资料：1
知识点1 打点计时器
1.电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时刻间隔内位移的仪器。

它使用交流电源,由学生电源供电,工作电压在6 V以下。

当电源的频率为5 0 Hz时,它每隔0.02 s打一个点。

2.电磁打点计时器的构造如图所示:
3.电火花计时器
电火花计时器使用交流电源,工作电压是220 V。

4.电火花计时器的构造如图所示。

知识点2练习使用打点计时器
1.实验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、纸带、刻度尺、学生电源,使用4～6 V交流电压挡、导线。

2.用打点计时器测速度的步骤:[来源:学.科.网]
(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定
位轴上,同时压在纸带上面。

[来源:学§科§网]
(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压交流电源上。

(3)接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。

(4)取下纸带,从能看清的某个点开始,往后数出若干个点,假如共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时刻Δt=(n-1)×0.02 s。

(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。

(6)利用公式v=运算出纸带在这段时刻内的平均速度。

知识点3 用打点计时器测量瞬时速度
1.把纸带上能看清的某个点作为起始点O,以后的点分别标上A、B、C、
D、…作为“计数点”,如图所示,依次测出O到A、A到B、B到C、…之间的距离x1、x2、x3…
2.打点计时器打点的周期为T,则A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为:vA=,vB=,vC=,vD=,…把数据填入下表,依照数据判定纸带是否做匀速运动。

知识点4用v-t图象表示速度
1.速度—时刻图象:在平面直角坐标系中,用横轴表示时刻,用纵轴表示速度,描画出的速度v与时刻t关系的图象,叫做速度—时刻图象(v-t图象)。

2.速度—时刻图象的画法:将各个时刻的速度用点在坐标系中表示出来,然后用平滑的曲线来连接坐标系中描出的点,这确实是速度—时刻图线。

3.依照速度—时刻图象能够得到:
(1)物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。

(2)求出物体在某段时刻内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时刻。

(3)判定运动方向:依照速度的正、负判定运动方向。

速度为正,表示物体沿正方向运动;速度为负,表示物体沿负方向运动。

考点1 打点计时器的原理和使用
【例1】用电磁打点计时器打出了一条纸带,纸带上相邻两点间的时刻取决于()
A.交流电压高低
B.交流电的频率
C.永久磁铁的磁性强弱
D.振针与复写纸间的距离
答案：B
点拨：打点计时器使用的是交流电,在我国,交流电的频率为50 Hz,即不管是电磁打点计时器依旧电火花计时器,其电流的变化周期差不多上0.02 s,
也确实是说每隔0.02 s打一个点,因此相邻两点间隔的时刻是0.02 s,故正确答案为B。

规律技巧总结：两种打点计时器均使用交流电源,二者工作原理不同,一种是振针打复写纸在纸带上“复印”出点迹,一种是火花放电记录运动情形,打点周期均与交流电频率有关。

考点2 打点计时器的使用
【例2】在使用电磁打点计时器往常应检查以下哪些方面的内容( )
A.所用电源是否符合要求
B.纸带是否平坦
C.打点周期的等时性是否良好
D.复写纸安装是否正确
答案：A、B、D
点拨：选用合适的电源,是为了保证打点计时器安全、正常工作;纸带是否平坦,阻碍到纸带运动时受到的阻力,纸带平坦时阻力比较小;打点的周期性取决于电源的周期性,一样不需要检查;复写纸的安装是否正确,阻碍打点的清晰度。

依照以上分析可见,A、B、D选项的内容差不多上实验前应该检查的。

规律技巧总结：使用打点计时器前,除例题中应检查的几点外,还应该检查振针的高度是否适当,固定振片的螺丝是否松动,如有上述现象会显现漏点、双点的情形。

使用时还应注意开释纸带与接通打点计时器电源的先后顺序、拉动纸带的方向等问题,以免阻碍实验成效。

考点3测平均速度、瞬时速度(纸带分析、刻度尺估读)
【例3】打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量的情形如图所示,纸带在A、C间的平均速度为m/s,在A、D间的平均速度为m/s,B点的瞬时速度更接近于
m/s。

答案：0.35;0.43;0.35
点拨：由题意知,相邻两点间的时刻间隔为0.02 s,A、C间的距离为14.
0 mm,A、D间的距离为26.0 mm。

由公式v=得
=m/s=0.35 m/s,
=m/s=0.43 m/s,
B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s。

粗略运算B点的瞬时速度时,是以B点两侧靠近B点的两点间的平均速度来代替,当取离B点越接近的两点来求平均速度时,那个平均速度就越接近B点的瞬时速度。

规律技巧总结：利用刻度尺测量长度时要估读一位。

求平均速度利用平均速度公式;当求瞬时速度时,利用该点邻近最小一段位移内的平均速度来代替。

考点4v-t图象的分析应用
【例4】如图所示是一个物体运动的v-t图象,从以下三个方面说明它的速度是如何样变化的。

[来源:]
(1)物体是从静止开始运动依旧具有一定的初速度?
(2)运动的方向是否变化?
(3)速度的大小是否变化?如何样变化?
解：(1)具有一定的初速度。

(2)变化。

(3)变化;先变大再不变再变小,最后反向变大。

点拨：(1)由图象可知,在t=0时v≠0,因此物体具有一定的初速度。

(2)在0～t3这段时刻内,速度为正值,说明物体沿正方向运动,t3时刻以后,速度为负值,说明物体沿与正方向相反的方向运动,因此物体运动的方向发生了变化。

(3)速度的大小发生变化,在0～t1时刻内逐步增大,t1～t2时刻内速度大小不变,t2～t3时刻内速度逐步减小,在t3时刻,速度为零,在t3时刻以后,速度反向,但大小又在逐步增大。

规律技巧总结：(1)v-t图象是用图象直观地反映速度随时刻变化的工具。

图象上每一点表示某一时刻的速度,随时刻的推移可反映速度的变化。

速度为矢量,其正负表示速度的方向。

(2)v-t图象表示的是速度随时刻的变化关系,而不是物体运动的轨迹。