高一物理打点计时器实验专题
高一物理必修一课件实验用打点计时器测速
汇报人:XX 20XX-01-23
目录
• 实验目的与原理 • 实验器材与步骤 • 数据处理与分析 • 误差来源及减小方法 • 实验注意事项与安全防护 • 总结回顾与拓展延伸
01
实验目的与原理
实验目的
学习使用打点计时器 进行测速的方法。
培养学生的实验操作 能力、数据处理能力 和分析问题的能力。
表格设计应简洁明了,方便数 据录入和查看
数据处理过程演示
演示如何从打点计时器中获取原始数 据
演示如何根据实验原理对数据进行进 一步处理,如计算速度、加速度等
演示如何对原始数据进行预处理,如 去除异常值、平滑处理等
结果分析与讨论
对处理后的数据进行统计分析,如计算平均值、标准差等 将处理后的数据与理论值进行比较,分析误差来源
测速原理及方法
• 测速原理:利用打点计时器在纸带上打下的点迹,通过测量相 邻两点间的距离和时间间隔,根据匀变速直线运动的规律,可 以计算出物体的平均速度和瞬时速度。
测速原理及方法
测速方法
选定纸带上清晰的一段,数出所选段内打点的个数(n),并测量出所选 段内各点到第一个点的距离(s1,s2,…,sn)。
03
纸带与打点针之间的摩擦会影响打点的清晰度,使得测量数据
产生误差。
减小误差的方法探讨
1 2
选择高精度打点计时器
使用性能稳定、精度高的打点计时器,可以减小 系统误差对测量结果的影响。
保持电源电压稳定
使用稳定的电源或配备稳压电源,以确保打点计 时器在恒定的工作状态下运行。
3
调整纸带与打点针之间的距离
02
实验器材与步骤
所需器材
打点计时器
高中物理必修1实验 用打点计时器测速度 例题解析
实验:用打点计时器测速度例题解析(1)【例2】用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照,得到的照片如图1-4-3所示.求小球的平均速度.图1-4-3解析:根据题意,小球从1 cm到6 cm位置,位移s=5 cm,所用时间t=0.3 s,平均速度v=s/t=0.17 m/s.点评:本题初看是一新情景的题,经分析可看出本题的做法与利用打点计时器打出的纸带进行数据处理的方法一致.题目不难,学生能很快求出平均速度.所以培养学生的迁移能力是非常重要的.【例3】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,当电源频率为50 Hz时,振针每隔0.02 s在纸带上打一个点,现在用此打点计时器测定物体的速度,当电源的频率低于50 Hz时,数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的.则测出的速度数值与物体的实际速度相比,是偏大还是偏小?为什么?解析:当电源频率低于50 Hz时,实验中实际时间间隔大于0.02 s,数值计算时如按照实际时间间隔,得到实际速度,若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算,实验数值比物体的实际速度偏大.点评:有关实验误差的分析对学生来说是一个难点,突破方法是根据实验原理分析,同学们应该仔细体会,理解.(2)1.从原理上考虑,电磁打点计时器和电火花计时器,哪一种可能引起较大的误差?为什么?解答:电磁打点计时器引起的误差较大.因为电磁打点计时器打点瞬时要阻碍纸带的运动.2.把纸带的下端固定在重物上,上端用手提着,纸带穿过打点计时器.接通电源后将纸带释放,重物便拉着纸带下落,纸带被打出一系列的点,其中有一段如图1-4-12所示.图1-4-12(1)图1-4-12所示的纸带,哪端与重物相连?(2)怎样计算纸带上打A 点时重物的瞬时速度?说出你的道理.解答:(1)纸带左端与重物相连.(2)A 点和右方邻近一点的距离Δx =7.0×10-3 m ,时间Δt =0.02 s ,Δt 很小,可以认为A 点速度v =tx ∆∆=0.35 m/s. 3.图1-4-13是甲、乙两个物体运动的v -t 图象,至少从以下三个方面说明它们的速度是怎样变化的.图1-4-13(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?(2)速度的大小是否变化?是加速还是减速?(3)运动的方向是否变化?解答:(1)甲物体有一定的初速度,乙物体初速度为零.(2)甲物体速度大小不变,乙物体先匀加速、匀速、最后匀减速运动.(3)甲、乙物体运动方向都不改变.4.自制模拟打点计时器.你的左手拿着一块表,右手拿着一枝彩色画笔.你的同伴牵动一条宽约1 cm 的长纸带,使纸带在你的笔下沿着直线向前移动.每隔1 s 你用画笔在纸上点一个点.你还可以练习在1 s 内均匀地点上两个点.这样,就做成了一台简单的“打点计时器”(图1-4-14).想一想,相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀,对相邻两点所表示的时间有没有影响?图1-4-14解答:纸带速度越大,相邻两点的距离也越大.纸带速度与相邻两点时间无关.。
打点计时器实验专题(精选)
打点计时器实验专题(精选)一、研究匀变速直线运动(练习使用打点计时器)1、电磁式打点计时器:4-6V的交流电。
复写纸要在纸带上面。
电磁式打点计时器打点不清晰(原因):1、振针过高2、电压低,振幅小3、复写纸用久了电磁式打点计时器打出短线而非点(原因):1、振针过低2、电压太高,振幅过大电磁式打点计时器打出双点(原因):振针松动了电火花式打点计时器:220V的交流电。
2、交流电的频率为50Hz,打点间隔为0.02s。
T=1/f实验步骤:1把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将打点计时器固定在木板上,并接好电源。
2把一条细绳系在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着适量钩码。
3将纸带固定在小车有卡子的一端,并穿过打点计时器的限位孔。
4实验开始时,将小车靠近打点计时器。
先接通电源,再释放纸带。
5纸带打完后,断开电源,取下纸带。
6换上新的纸带,再重复做三次。
选点迹清晰的纸带进行研究。
注意事项:1实验之前,将小车靠近打点计时器。
2实验开始时,要先接通电源,后释放纸带。
3开头过于密集的点舍掉,一般每5个点或每隔4个点取一个计数点,使相邻计数点之间时间间隔为T=0.1s数据处理:计算法:根据纸带求某点瞬时速度和加速度1求某点瞬时速度,如:T指相邻两点的时间间隔(1)瞬时速度(2)求加速度:a、理想纸带(即ΔX相等):b、不理想纸带(即ΔX不相等):用逐差法数据处理:图象法:1根据所得数据,选择合适的标度建立坐标系,让图象尽量分布在坐标系平面的大部分面积。
2此实验小车做匀加速直线运动,所以要用直线拟合数据点,让尽可能多的点处在直线上,不在直线上的点应均匀地分布在直线两侧,个别偏离较大点舍去。
高一物理第一单元实验用打点计时器测速度及练习题
实验:用打点计时器测速度⒈对打点计时器的认识⑴电磁打点计时器:它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。
当接通6 V以下低压交流电源时,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便上下振动起来,位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点,这时,如果纸带运动,振针就在纸带上打出一系列点,当交流电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。
⑵电火花计时器:它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。
当接通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接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴,产生火花放电,于是在运动纸带上就打出一系列点迹。
当电源频率为50 Hz时,它也是每隔0.02 s打一次点,即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02 s。
⑶电火花计时器工作时,纸带运动时受到阻力小,比电磁打点计时器实验误差小。
⑷打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间,如果把纸带跟物体连在一起,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。
说明:电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样,打点的时间间隔都是0.02 s,所以今后的叙述中不再区分,统称打点计时器。
电磁打点计时器是利用电磁感应原理,其结构如图甲所示;电火花计时器是利用火花放电在纸带上打点的,其结构如图乙所示。
打点计时器的使用★★实验步骤:⑴把打点计时器固定在桌子上,按照要求装好纸带。
⑵打点计时器接交流电源。
⑶接通电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出了一行小点,随后立即关闭电源。
⑷取下纸带,从能看得清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点,如果共有n 个点,那么点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间t=0.02(n-1)s。
⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距离。
⑹利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。
说明:①打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。
高一物理:用打点计时器测速度练习题及答案
高一物理:用打点计时器测速度练习题及答案高一物理:用打点计时器测速度练习题及答案1.知识与技能了解和练习使用电火花计时器和电磁打点计时器。
测定平均速度,画出v-t图象了解用图象研究物理问题的方法知道什么是速度时间图象,知道速度时间图象的物理意义。
以及如何用图象来表示速度和时间的关系2.过程与方法认识数学中的函数图象在物理学中的作用,实验时注意培养学生的操作习惯,培养学生具有一定的信息收集和处理能力,分析、解决问题能力3.情感、态度与价值观乐于探究与日常生活有关的物理学问题,初步体验探索自然规律的艰辛与喜悦,有主动与他人合作的精神【巩固教材—稳扎稳打】1.根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是 A.时间间隔 B.平均速度 C.位移 D.瞬时速度2.某同学将纸带穿过限位孔,接通打点计时器的电源,拉动纸带,但在纸带上打不上点,其可能原因是 A.复写纸放反 B.使用了直流电源 C.振针过短 D.纸带运动过快3.小车拖动的纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点,测出这6个点间的距离为18 cm,则 A.小车运动的平均速度为0.03m/sB.小车运动的平均速度为1.5m/sC.小车运动的平均速度为1.8m/sD.小车运动的平均速度为180m/s4.某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后,纸带上打下了一列点,他要根据这些点计算纸带运动的平均速度,下列操作正确的是A.他首先查清共有多少个点B.首先从第一个能看清的点数起,查清共有多少个点C.分别测出每两个相邻清晰点间的距离,然后相加,把相加的结果作为所有能看清点间的长度,用来计算平均速度D.分别测出每两个相邻清晰点间的距离,用来计算各段的平均速度【重难突破—重拳出击】1.打点计时器打点的周期,决定于 A.交流电压的高低 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.2. 在“练习使用打点计时器”的实验中,下列操作正确的是 A.打点前,小车应靠近打点计时器,要先接通电源,待计时器开始打点再释放小车;B.要舍去纸带上密集点,然后选取计数点。
高中物理必修1-实验-用打点计时器测速度
运动的描述
高中物理 必修 ①
3.1 电磁打点计时器 —— 构造
线圈 振片 振针
复写纸
永久磁铁
纸带 限位孔
第三页,共19页。
南京化学工业园区·史献计工作室
打点计时器
运动的描述
3.2 电磁打点计时器 —— 原理
高中物理 必修 ①
当线圈通以50赫兹的交流电时,线圈产生的交变磁场使振动片 (由弹簧钢制成)磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。振 动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的磁场作 用下,振动片将上下振动,其振动周期与线圈中的电流变化周期一 致,振动片的一端装有打点针,当纸带从针尖下通过时。便打上一 系列点。这就是打点计时器的原理。
误差
带运动,误差较大
火花放电不会影响纸 带运动,误差较小
第十页,共19页。
南京化学工业园区·史献计工作室
练习使用打点计时器
运动的描述
高中物理 必修 ①
1. 实验目的
① 练习使用电火花计时器
② 利用打上的点纸带研究物体的运动情况
2. 实验器材 电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、电源
第十一页,共19页。
b. 测量标出点与所选的起点间距离,并记录对应时间 c. 计算对应点的速度,并记录入表格,画速度图线
第十二页,共19页。
南京化学工业园区·史献计工作室 运动的描述
用打点计时器测量瞬时速度
高中物理 必修 ①
1. 实验目的 用打点计时器测量瞬时速度
2. 实验原理 用较短时间内的平均速度替代瞬时速度
如测量 A 点的速度 B AC Δx
第十七页,共19页。
南京化学工业园区·史献计工作室
用图象表示速度
高一物理实验用打点计时器测速度试题
高一物理实验用打点计时器测速度试题1.打点计时器振针打点周期取决于()。
A.交流电电压的高低B.交流电的频率C.永久性磁铁的磁性强弱D.振针与复写纸间的距离【答案】B【解析】打点计时器的打点频率取决于交流电的频率,跟电压等其他因素无关。
选B.2.使用电火花计时器在纸带上打点时,合理的操作顺序应该是()。
A.接通电源的同时用手牵动纸带B.可以随意操作,没有先后顺序之分C.先接通电源,待打点稳定后再用手牵动纸带D.先用手牵动纸带,后接通电源【答案】C【解析】使用打点计时器开始时应先接通电源再释放纸带,要不然纸带落下来的才接通电源,打出的点很少,结束后应先断开电源再取走纸带,所以选C3.如图所示为同一打点计时器打出的4条纸带,其中,平均速度最大的是()。
【答案】B【解析】跟据图中信息纸带的长度一样,所以时间短的平均速度大,即打的点少的时间短,所以B的平均速度最大,4.你左手拿一块表,右手拿一支笔。
当你的同伴沿直线拉动一条纸带,使纸带在你的笔下向前移动时,你每隔1 s用笔在纸带上打下一个点,这就组成了一台“打点计时器”。
如果在纸带上打下10个点,那么在打第1个点到打第10个点的过程中,纸带的运动时间是()。
A.1 s B.10 sC.9 s D.无法确定【答案】C【解析】十个点有九个时间间隔,所以纸带运动的时间是9s,选C5.采用下列哪些措施,有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差()。
A.改用6 V直流电源B.将电磁打点计时器换成电火花计时器C.用平整的纸带,不用褶皱的纸带D.纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜【答案】BCD【解析】打点计时器需要交流电源,A错误。
电火花打点计时器是通过电火花将墨粉纸盘上的粉墨打到纸带上的,不需要接触,所以摩擦力小,B正确。
平整的纸带通过打点计时器时比褶皱的小,C正确。
将纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜可减小纸带与计时器间的摩擦D正确。
6.某物体的运动规律如图所示,下列说法中正确的是()。
2024-2025年教科版物理必修第一册微点9打点计时器的使用(带答案)
微点9 打点计时器的使用1.打点计时器是高中物理中重要的实验仪器,关于图中甲、乙两种打点计时器,请回答下面的问题.(1)甲图是________打点计时器,电源采用的是________________.(2)乙图是________计时器,电源采用的是____________________.(3)甲、乙两种打点计时器所用电源频率都为50 Hz,则打点周期分别为________s和________s.2.[2022·山东潍坊高一上期中]电磁打点计时器是一种使用交变电源的常用计时仪器,如图所示.当接通电源后,振针每隔一定时间打一个点,把纸带和运动物体连在一起,纸带上就会留下一系列点痕,我们就可以通过点痕之间的距离来判断物体的运动规律.(1)图中,________处是永久磁铁,________处是复写纸.(用图中符号表示)(2)最适合电磁打点计时器的工作电压为________.A.4~6 V B.20 VC.110 V D.220 V(3)当交流电源的频率是20 Hz时,纸带上相邻两点间的时间间隔为________s.3.[2022·安徽合肥高一联考]用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实验操作的合理步骤,将各步骤的字母代号按顺序写在空白处.A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在50 Hz的低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上;B.把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过________(填“插孔”或“限位孔”),并压在________(填“白纸”或“复写纸”)下面;C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx;D.切断电源,取下纸带,如果共有6个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=________;E.打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,电磁打点计时器在纸带上打下一系列小点.实验步骤的合理顺序是________________.微点9 打点计时器的使用 [过基础]1.答案:(1)电磁 4~6 V 交变电源 (2)电火花 220 V 交变电源 (3)0.02 0.02 解析:甲为电磁打点计时器,采用4~6 V 左右的交变电源;乙为电火花计时器,采用的是220 V 的交变电源;两种打点计时器所用电源频率都为50 Hz ,则打点周期均为T =150s =0.02 s .2.答案:(1)g d (2)A (3)0.05解析:(1)由题图可知g 处是永久磁铁,d 处是复写纸.(2)最适合电磁打点计时器的电压为4~6 V.(3)若交流电源的频率是20 Hz ,则纸带上相邻两点间的时间间隔为T =1f =120s =0.05 s.3.答案:交流 限位孔 复写纸 0.1 s BAEDC解析:电磁打点计时器使用的是低压交流电源,因此要将导线接在低压交流电源上;把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,并压在复写纸下面,这样才能通过振针把点打在纸带上;打点计时器的打点周期为0.02 s ,若打n 个点,则有(n -1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt =0.02×(6-1) s =0.1 s ;实验步骤的顺序一般要先安装器材即首先进行B 、A 步骤,然后进行实验即进行E 步骤,实验结束要先关掉电源,即进行D 步骤,最后进行数据处理,即进行C 步骤,故实验步骤的合理顺序是:B 、A 、E 、D 、C.。
高一物理打点计时器练习题
C.物体在不同时刻的速度;D.物体在不 同时间内的位移
3、手拖动纸带经过打点计时器后,在纸带上留下的 点中有6个连续清晰的点,测出这6个点的第1点到第 6点的距离为18cm,则( ) A.手运动的平均速度为0.03m/s B.手运动的平均速度为1.5m/s C.手运动的平均速度为1.8m/s D.手运动的平均速度为180m/s
A. 改用6V直流电源 B. 电源电压越低越好 C. 用平整的纸带,不用皱褶的纸带 D. 纸带理顺摊平,不让它卷曲、歪斜
13、接通电源与让纸带随物体运动,这两个 操作的先后次序应当是( )
A. A.先接通电源,后释放纸带 B. B. 先释放纸带,后接通电源 C, 释放纸带的同时接通电源 D. 先释放纸带或先接通电源都可以
t
图1 -4
10、当纸带与运动物体连接时,打点计时器接 通频率恒定的电源在纸带上打出一系列点迹。 下列关于纸带上点迹的说法中,正确的是( )
A. 点迹越密集,说明物体运动越快
B. 点迹越密集,说明物体运动越慢
C. 点迹越密集,说明振针打点越快
D. 点迹越密集,说明振针打点越慢
11、为减小纸带因受到摩擦而产生的误差,下 列措施正确的是( )
A.接在直流电源上 B.电源电压不稳 C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧
20、 用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器,测定
小车速度,某次实验中得到一条纸带,如下图所示
,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个记数点
,分别标明0、l、2、3、4……,量得0与 1两点间
距离x1=30mm,3与4两点间的距离x2=48mm,则
14、当纸带与运动物体连接时,打点计时 器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点 迹的说法中正确的是( )
高一物理必修一实验用打点计时器测速
通过观察速度-时间图像的形状和趋势,可以分析物体的运动状态和 加速度等物理量。
误差来源及减小方法
打点计时器误差
由于打点计时器的精度和稳定性等因素,会导致测量结果 的误差。可以通过使用高精度、稳定性好的打点计时器来 减小误差。
系统误差
由于实验原理、实验装置等因素引起的误差。可以通过改 进实验原理、优化实验装置等方法来减小系统误差。
理规律的认识。
03
实验方法的改进
除了使用打点计时器进行测速实验外,还可以采用其他实验方法,如光
电门测速、频闪照相等。这些实验方法各有优缺点,可以根据实际情况
进行选择和改进。
改进意见或建议
提高打点计时器的精度
加强实验操作规范
增加实验数据处理环节
拓展实验内容
为了减小实验误差,可以采用 更高精度的打点计时器进行实 验。同时,在实验过程中要注 意对打点计时器进行校准和调 整,确保其准确性和稳定性。
。
测量点距
使用测量工具(如直尺或卡尺) 测量相邻点之间的距离,并记录
数据。
多组数据记录
为了减小误差和提高精度,需要 重复实验多次,并记录多组数据
。
数据处理技巧
计算平均速度
根据测量的点距和对应的时间间隔,可以计算出物体在相邻两点间 的平均速度。
绘制速度-时间图像
以时间为横轴,速度为纵轴,将计算出的平均速度绘制成速度-时 间图像。
2. 将物体固定在打点计时器的滑块上,并调整至初始位置。
实验总结回顾
3. 打开打点计时器,使物体自由下落 ,并记录下落时间和位移。
4. 根据实验数据计算物体的平均速度 和瞬时速度。
实验结果:通过打点计时器测量得到了 物体在不同时间段的平均速度和瞬时速 度,验证了速度的计算公式,并加深了
实验01 实验:测量做直线运动物体的瞬时速度-2024-2025学年学年高一物理物理教材实验大盘点
实验01 测量做直线运动物体的瞬时速度1.【实验原理】 打点计时器(1).作用:计时仪器,当所用交变电源的频率f =50 Hz 时,每隔0.02 s 打一次点. (2).结构电磁打点计时器(如图)电火花计时器(如图)(3).工作条件:⎩⎪⎨⎪⎧电磁打点计时器:8 V 交变电源电火花计时器:220 V 交变电源利用打上点的纸带测量物体的平均速度和瞬时速度。
测量做直线运动物体的瞬时速度2.【实验器材】电火花计时器(或电磁打点计时器)、纸带、刻度尺、导线、电源、复写纸片。
3.【实验步骤】(1)安装纸带(2)启动电源,用手拉动纸带(3)关闭电源,取下纸带4.【数据处理】(1)选计数点(2)测量计数点间的距离(3)计算平均速度和瞬时速度5.【注意事项】(1)先启动电源,再拉动纸带(2)先断开电源,再取下纸带(3)选取的位移不能太小处理实验数据的方法注意区分计时点与计数点创新角度:实验装置的改进【典例1】用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度。
如图所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字计时器记录了遮光条通过光电门1的时间为Δt1=0.29 s,通过光电门2的时间为Δt2=0.11 s,已知遮光条的宽度为3.0 cm,则滑块通过光电门1的速度大小为________ m/s,通过光电门2的速度大小为______ m/s。
(结果均保留两位有效数字)答案:0.100.27解析:由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度大小可用遮光条挡光时间内的平均速度大小表示。
经过光电门1的速度大小v 1=d Δt 1=3.0×10-20.29 m/s0.10 m/s ,经过光电门2的速度大小 v 2=d Δt 2=3.0×10-20.11m/s≈0.27 m/s。
【典例2】除打点计时器外,人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移。
如图所示是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片,照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s ,这样便记录了小球运动的时间,而小球运动的位移可以用尺子量出。
高一打点计时器实验知识点
高一打点计时器实验知识点打点计时器是一种常见的实验仪器,用于测量物体的运动时间。
在高一物理实验中,打点计时器是一个重要的学习工具,能够帮助学生理解和掌握运动学相关的知识点。
1. 打点计时器的原理打点计时器通过使用一组微小的固定间隔时间脉冲来测量物体的运动时间。
当物体经过固定的测量区域时,它会触发打点计时器的传感器,发出一个脉冲信号。
这些脉冲信号会被计时器记录下来,并用于计算物体的速度、加速度和运动轨迹等参数。
2. 打点计时器实验的步骤a. 准备实验器材:打点计时器、测量区域、物体(如小轮子、金属球等)。
b. 设置测量区域:将测量区域放置在物体运动的路径上,确保物体每次通过测量区域都能触发打点计时器。
c. 进行实验:将打点计时器连接到电源并启动,让物体从起点开始运动,通过测量区域。
打点计时器会记录下每次通过的时间点。
d. 记录数据:将打点计时器记录的时间数据整理并记录下来。
e. 分析数据:使用记录的时间数据,计算物体的平均速度、加速度、运动距离等参数。
3. 打点计时器实验的应用打点计时器实验可以帮助学生深入理解运动学相关的知识点,如速度和加速度的概念、直线运动的图像表示、运动速度和距离的关系等。
通过实践操作,学生能够观察和分析运动过程中的数据,加深对物体运动规律的理解。
4. 注意事项在进行打点计时器实验时,需要注意以下几点:a. 确保测量区域的长度适合实验对象的运动速度,以避免误差。
b. 使用稳定的物体进行实验,避免因为物体本身的不稳定性而引入误差。
c. 多次重复实验,取平均值,以提高数据的准确性。
总结:通过高一打点计时器实验,学生可以通过实际操作来深入理解运动学相关知识点。
通过观察和分析时间数据,学生能够计算物体的速度、加速度和运动距离等参数,加深对运动规律的理解。
在实验过程中,需要注意实验步骤的正确执行和数据的准确性,以获得可靠的实验结果。
(本文约474字)。
高中物理--用打点计时器测速度练习(含答案)
高中物理--用打点计时器测速度练习(含答案)1.关于打点计时器及其操作,下列说法正确的是( )A.打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50Hz,则每隔0.02s打一次点B.电磁打点计时器使用的是4~6的交流电或直流电,而电火花计时器使用的是220V的交流电C.实验操作时,先接通打点计时器然后让物体带动纸带运动D.实验操作时,让物体带动纸带运动的同时接通打点计时器2.关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A.电磁打点计时器使用的是6 V 以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小D.电源的电压越高,打点的时间间隔就越小3.关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A.电磁打点计时器应使用低压交流电源,交流电频率为50HzB.纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复写纸的上面C.要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源D.为减小摩擦,每次测量应先将纸带理顺4.利用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.不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5.如图所示是同一打点计时器打出的4条纸带,在图示记录的时间内( )A.纸带均做匀速运动B.丙纸带的平均速度最大C.丁纸带的平均速度最大D.乙和丁纸带的平均速度一样大6.如图所示为在“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带,相邻计数点间的距离分别为12x x 、和3x ,时间间隔均为T ,则打点计时器打下点2时物体速度大小的表达式为( )A.32x x T -B.312x x T -C.1233x x x T ++D.232x x T+ 7.在实验中,打点计时器所用电源的频率为50Hz,下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是( )A.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10sB.每隔四个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08sC.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.08sD.每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.10s8.如图所示是“探究匀变速直线运动速度随时间变化规律”实验中打出的一条纸带的一段,A B 、两点为计数点,中间点迹为实际点迹,打点计时器电源的频率为50 Hz,则A B 、两点间的时间间隔为( )A.0.01 sB.0.02 sC.0.05 sD.0.10 s9.在“练习使用打点计时器”实验中,利用重物牵引小车,用电磁打点计时器打点,50Hz f =,得到一条清晰的纸带.取其中的...7A B C 、、、个点进行研究,这7个点和刻度尺标度的对应位置如图所示.(1)小车向_________运动(相对图中方位,填“左”或“右”);(2)A点到D点的距离是___________cm,打F点时小车的瞬时速度是_________m/s;(3)如果当时交变电流的频率是50Hzf=处理,那么速度的测量值将f=,而计算时仍按50Hz_____________(填“偏大”“偏小”或“相等”)(已知1/=).T f10.某同学在用打点计时器测速度”的实验中, 得到如图所示的纸带, 该同学所用的交流电源的频率为.在纸带上从点开始依次取了五个计数点, 且每相邻两个计数点间有3个点未画出, 其中.(1)每相邻两个计数点间的时间间隔为_____ s .(2)打点时纸带的速度大小为_____ , 纸带运动的加速度大小为_____ .(结果均保留位有效数字)11.电磁打点计时器是一种使用______(选填“直流”或“交流”)电源的计时仪器,电源的频率为,则它每隔______s打一次点.在某次“练习使用打点计时器”实验中,其中一段打点纸带如图所示,A、B.C. D是连续打出的四个点.由图中数据可知,纸带的运动是______(选填“匀速”或“变速”)运动,在纸带上打下A. D两点间运动的平均速度大小是______m/s.12.光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器, 其结构如图甲所示, a、b分别是光电门的激光发射和接收装置, 当有物体从a、b间通过时, 光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.利用图乙所示的装置可以测量滑块和长木板间的动摩擦因数, 图中MN是水平桌面, Q是长木板与桌面的接触点, 1和2是固定在长木板适当位置的两个光电门, 与之连接的两个光电计时器没有画出, 长木板顶端P点悬有一铅锤.实验时, 让滑块从长木板的顶端滑下, 光电门1.2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和.测量滑块的宽度d=10.10mm.(1)滑块通过光电门1时的速度=________m/s, 滑块通过光电门2时的速度=________m/s.(结果保留两位有效数字)(2)由此测得的瞬时速度和只是一个近似值, 它们实质上是通过光电门1和2时的________, 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值, 可将________(填“滑块”或“光电门”)的宽度减小一些.答案以及解析1.答案: AC解析: 打点计时器是一种计时仪器,若使用电源的频率为50Hz,则每隔0.02s打一次点,A正确;电磁打点计时器的工作电源是4~6V的交流电,B错误;实验操作时,应先接通打点计时器,等打点计时器工作稳定后让物体带动纸带运动,C正确,D错误.2.答案: C解析:电磁打点计时器使用交流低压电源,选项 A 错误;使用打点计时器时应先接通电源,后让物体运动,选项 B 错误;打点的时间间隔是电源频率, 与电源的电压高低无关, 选项C 正确, 选项D 错误.3.答案: ACD解析: 电磁打点计时器应使用低压交流电源,交流电频率为50Hz,故A正确;纸带必须穿过限位孔,并注意把纸带压在复纸的下面,故B错误;要先通电,后释放纸带,纸带通过后立即切断电源,故C正确;若不理顺纸带,会造成较大摩擦,甚至会把纸带拉断,故D正确.4.答案: B解析: 打点计时器记录了物体在一定时间间隔内的位移,可以求出平均速度,但是不能精确求出瞬时速度大小,故A错误;根据公式v=x/t可知,当时间很短、位移很小时可以利用平均速度求解公式来粗略求出瞬时速度大小,故B正确;根据所打点之间的距离以及时间间隔可以求出平均速度的大小,故C错误;只有在匀变速直线运动中某段时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小,故D错误.5.答案: C解析: 甲、乙、丙纸带上点与点之间的距离不均匀,故甲、乙、丙不是做匀速运动,故A错误;丙纸带上的点迹最多,则所用时间最长,而且位移小,故平均速度最小,故B错误;甲、乙、丙上均有5个点,但丁上第一个点和第五个点之间的距离最大,故丁的平均速度最大,故C正确,D错误.6.答案: D解析: 因为物体做匀变速直线运动,打点2时物体的速度等于点1到点3的平均速度,由图可知,1到3过程的位移为,时间为,故打点2时物体的速度为,故选D.7.答案: A解析: 每隔四个点取一个计数点,相邻的计数点间有五个时间间隔,而打点计时器每隔0.02s打一个点,所以两计数点间的时间间隔为0.10s,故A正确,B错误;每隔五个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔为0.12s,故C.D错误.8.答案: D解析: 已知打点计时器电源频率为50 Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为0.02 s.由图可知, 两点间有5个间隔,故间的时间间隔为,故选D.9.答案: (1)左(2)4.13~4.17 0.22~0.24 (3)偏小解析: (1)由纸带可知,相等时间内,从左向右点与点间隔越来越大,而小车在重物的牵引下速度越来越快,所以小车向左运动.(2)由图可知,相邻两计数点间的时间间隔为0.1s T =,A 点到D 点的距离是4.15cm,匀变速直线运动中某段时间内中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,则0.10670.0610m/s 0.23m/s 220.1EG F x v T -==≈⨯. (3)如果当时交变电流的频率为51Hz ,50Hz f >,那么实际打点周期偏小,根据运动学公式x v t =,真实的速度值将大于测量值,所以速度的测量值与速度的真实值相比会偏小.10.答案: (1)0.08(2)1.08;1.00解析: (1)由于所用电源频率为 , 每相邻两个计数点间有3个点未画出, 故每相邻两个计数点间的时间间隔为 .(2)打D 点时的速度大小 , 纸带运动的加速度大小 .11.答案: 交流; 0.02; 变速; 2解析: 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器, 电源的频率是50Hz 时, 它每隔0.02s 打一次点.根据纸带数据得出相邻的点之间的距离之差相等, 即△x=0.4cm,所以纸带的运动是匀变速直线运动.根据平均速度定义式得纸带在打下A. D 点间运动的平均速度大小12.答案: (1)1.0; 2.5;(2).平均速度; 滑块解析:(1) ; .(2) 实质上是滑块通过光电门1和2时的平均速度, 要使瞬时速度的测量值更接近于真实值, 可将滑块的宽度减小一些.。
高一必修一物理用打点计时器测速度(精品)
四 ` 用 图 像 表 示 速 度
1、图像特点:直观 2、常用作图法 (1)描点作图 (2)据函数关系式作图 3、作图步骤 (1)建系 (2)描点 (3)作图 4、速度-时间图像(v-t graph)
手是如何 运动的?
实 例 :
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器 记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、 C、D、E、F、G共7个计数点(如图1.4-4所示)。其相邻点 间的距离如图中所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔 为0.10s。 v (1)试根据纸带上各个计数点间的距离,每个0.10s测一次 速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度, 并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字)
v/m· s-1 6 4 A B 2 O 5
甲
s/m
C
6 4 A B 2
C
10 15
t/s
O
t/s 5
乙
10 15
问 题 讨 论 1:
法拉利 F2003
P.K.
“飓风2000” 战斗机
2450公里/时, 重21吨
2003年12月11日“F1之王”大舒马赫驾 驶着法拉利F2003-GA赛车,在意大利格罗塞 托空军基地的飞机场跑道上与著名战斗机 “飓风2000”上演了一场真正的“巅峰对决”。 他们分别进行了600米、900米和1200米的 3次比试,法拉利只赢了一次,你猜是哪一次?
D、猎豹追赶猎物 E、飞机在天空飞行
0 2
5 300
500 4
4 10
28 17
25 300
28 28 15
20 0
1.4 0.06 3.75 5.0
0
问题1:速度大,速度变化量(Δv)一定大吗?速度变化一定快吗? 问题2:速度变化量大,速度变化一定快吗? 问题3:“速度大”、“速度变化大”、“速度变化快”分别 表示什么意思?
高一物理 实验 用打点计时器测加速度
s 1 s 2 s 3 A B C D第十一讲 实验 用打点计时器测加速度姓名 班号【知识要点】一、实验目的:使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度.二、实验原理设物体做匀加速直线运动,加速度是a ,在各个连续相等的时间T 里的位移分别是s 1、s 2、s 3……则有△s =s 2-s 1=s 3-s 2=s 4-s 3=……=aT 2由上式还可得到:s 4-s 1=(s 4-s 3)+(s 3-s 2)+(s 2-s 1)=3aT 2同理有:s 5-s 2=s 6-s 3= s 4-s 1=……=3aT 2可见,测出各段位移s 1、s 2 、s 3、s 4、 s 5、s 6……即可求出21413T s s a -= 22523T s s a -=…… 23633Ts s a -= 再算出a 1、a 2、 a 3……的平均值,就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度.三、实验器材打点计时器,一端有滑轮的长木板,小车,纸带,刻度尺,导线,电源,钩码,细绳.四、实验步骤(1)把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸处桌面.把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.(2)把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码.把纸带穿过打点计时器,并把纸带的一端固定在小车的后面.(3)把小车停在靠近打点计时器处,接通电源后,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一列小点.换上新纸带,重复实验三次.(4)从三条纸带中选择一条比较理想的,舍掉开头一些比较密集的点子,在后边便于测量的地方找一个开始点.为了测量方便和减小误差,通常不用每打一次点的时间作为时间的单位,而用每打五次点的时间作为时间的单位,就是T =0.02×5=0.1s .在选好的开始点下面标明A ,在第六点下面标明B ,在第十一点下面标明C ,在第十六点下面标明D ,……,点A 、B 、C 、D……叫做计数点,如图所示.两个相邻计数点间的距离分别是s 1、s 2、s 3……(5)测出六段位移s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6的长度,把并记录测量结果.(6)根据测量结果,利用“实验原理”中给出的公式算出加速度a 1、a 2、a 3的值.注意:T =0.1s .求出a 1、a 2、a 3的平均值,它就是小车做匀变速直线运动的加速度.小车做匀变速直线运动的加速度a =五、注意事项1.在安装仪器时,要注意让滑轮伸出桌面外;细绳应与木板平行;实验前要检查打点计时器是否安装良好,两根导线是否与低压电源4~6V 交流输出连接.如果用电火花计时器,并不需要使用低压电源.实验时要注意保护小车及滑轮,要避免它们被碰坏或跌坏.2.选取纸带时,除了要求点迹清晰之外,还应看看相邻计数点间的距离之差△s 是否相等.如果在误差范围内△s 相等的,则可认为小车是做匀加速直线运动,可以选用这样的纸带.3.在分析纸带时,要仔细地数点子,给计数点标上号码.不要逐段测量各段的位移,应该用长刻度尺一次测量分段读数,读数时应读到毫米以下一位.别忘了相邻记数点间的时间间隔T=0.1s .六.打点计时器纸带的处理1.取点原则是:从打下的纸带中必须选取点迹清晰的纸带,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量位置取一个开始点A ,然后每5个点(或者说每隔4个点)如图所示,取一个计数点B 、C 、D 、E 、F ….这样每两个计数间的时间间隔为T =0.1s ,计算比较方便.2.从纸带读取长度的方法:读取长度利用毫米刻度尺.测出各点到A 点的距离,算出相邻计数点间的距离s 1、s 2、s 3、s 4、s 5、s 6….由于毫米尺的最小刻度是mm ,读数时必须估读到0.1mm 位.3.利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度:v n =Ts s n n 21++. ②求打下的纸带的加速度,利用“逐差法”求a , 212345633)()(T s s s s s s a ⨯++-++=【典型例题】例1在测定匀变速直线运动的加速度”实验中,对于减小实验误差来说,下列方法有益的是( ) A.把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位来选取记数点B.使小车运动的加速度尽量小些C.舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰,点间间隔适当的那一部分进行测量、计算D.选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验例2关于打点计时器的使用,下列说法中正确的是( )A.打点记时器一般使用4V~6V的直流电源.B.安放纸带时,应把纸带放在复写纸的上面.C.开始释放小车时,应使小车靠近打点计时器.D.最好在接通电源的同时,放开小车.例3 下面是几个同学打出的几条纸带,关于纸带所对应的运动情况正确的是(计数点按打点的先后顺序编号).( )A.甲、丁图表示物体作匀速运动B.丙图表示物体作减速运动C.乙图中若s6-s5=s5-s4=s4-s3=s3-s2=s2-s1,则物体作匀变速运动D.乙图中若Δs恒定,且s1=Δs/2,则表示物体作初速为零的匀加变直线运动例4 在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,如图所示,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点,(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出)打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流.如图,他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐,求:(1)打点计时器在打B、D、F各点时物体的瞬时速度v B=、v D=、v F=.(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏,理由是:.例5 在用打点计时器测匀加速直线运动加速度的实验中,在纸带上取得连续清晰的7个点,用刻度尺测得各点与第1点的距离如下:则该运动物体的加速度a=___________m/s2.(所用交流电源频率为50 Hz)例6 如图所示,纸带上A、B、C、D、E、F、G为计数点,每相邻两个计数点间还有4个点没有画出,由图可知纸带的加速度等于,在打D点时纸带的速度为.(图中表示各计数点与第一个点的距离)例7 图为“用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”的实验时记录下的一条纸带.纸带上选取1、2、3、4、5各点为记数点,将直尺靠在纸带边,零刻线与纸带上某一点0对齐.由0到1、2、3……点的距离分别用d1、d2、d3……表示,测量出d1、d2、d3……的值,填入表中.已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,由测量数据计算出小车的加速度a和纸带上打下点3时小车的速度v3,并说明加速度的方向.加速度大小a=__________m/s2,方向____________,小车在点3时的速度大小v3=_________m/s.【经典练习】1.如图所示,是实验时得到的一条纸带,每两个相邻点时间间隔为0.02秒,则由图中给定数据可求得小 车运动的加速度为__________m/s 2.2.如图所示是物体做匀变速直线运动得到的一条纸带,从O 点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s 1=5.18cm ,s 2=4.40cm ,s 3=3.62cm ,s 4=2.78cm ,s 5=2.00cm ,s 6=1.22cm .已知交流电源的频率为50Hz ,则:(1)相邻两记数点间的时间间隔为 s(2)物体的加速度大小a = m/s 2,方向 (填A →B 或B →A ).(3)打点计时器打记数点3时,物体的速度大小v 3= m/s ,方向 (填A →B 或B →A )3.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车起动时的运动可近似看作匀加速运动),某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片.如果拍摄时每隔2 s 曝光一次,轿车车身总长为4.5 m ,那么这辆轿车的加速度约为( ).A .1 m /s 2B .2 m /s 2C .3 m /s 2D .4 m /s 24.利用打点计时器研究一个约1.4m 高的商店卷帘窗的运动.将纸带粘在卷帘窗底部,纸带通过打点计时器随帘在竖直面内向上运动.打印后的纸带如图所示,数据如表格所示.纸带中AB 、BC 、CD……每两点之间的时间间隔为0.10s ,根据各间距的长度,可计算出卷帘窗在各间距内的平均速度v 平均.可以将v 平均近似地作为该间距中间时刻的即时速度v .(1)请根据所提供的纸带和数据,绘出卷帘窗运动的v-t 图线.(2)AD 段的加速度为 m/s 2,AK 段的平均速度为 m/s .第十一讲实验用打点计时器测加速度(作业)1.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,用打点计时器记录纸带运动的时间.计时器所用电源的频率为50Hz,图为一次实验得到的一条纸带,纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出,按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点,用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位:cm).由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4=________m/s,小车的加速度大小a=________m/s2.2.如图所示为打点计时器记录的一辆做匀加速直线运动的小车的纸带的一部分,D是任选的第一点,D11和D21是第11点和第21点,若加速度是10cm/s2,则该计时器的打点频率是( )A.10Hz B.20Hz C.30Hz D.40Hz3.由打点计时器打出的纸带,经标出计数点ABC……,并量出连续相等时间间隔的位移SⅠSⅡSⅢ……后,如图所示.其中O为起始点(打点计时器打下的第一个点),由纸带所示数据可计算出以下各量中哪几个量( )A.由A点到G点纸带运动的时间B.由A点到G点纸带运动的平均速度VC.纸带运动的加速度D.纸带通过C点的速度4.下图是“研究匀变速直线运动”实验中,利用打点计时器所得的打点的纸带,A、B、C……是计数点,相邻计数点对应的时间间隔是T,对应的距离依次是s1、s2、s3……(1)下列计算加速度的计算式中正确的有________.(A)223 T ss a -=(B)235 2T ss a -=(C)21 2568Ts sssa--+=(D)21 2434Ts sssa--+=(2)下列计算打D点时的速度的表达式中正确的有________,(A)T ss vD243+=(B)Ts sssvD44 32 1+ ++ =(C)T ss vD1 6-=(D)Ts sssvD45 43 2+ ++ =5.在测定匀变速直线运动的加速度的实验中,使用打点计时器进行相关测量,实验中得到一条纸带如图,0,1,2,…是选用的计数点,每相邻的两计数点间还有3个打出的点未画出.图中还画出了用米尺进行测量的情况.读出图中各测量点的读数.0:________,1:________,3:________,4:________.由图中数据能求出的物体的加速度为________m/s2.6.某小车在做变速直线运动时,(1)在实验纸带上选取若干计数点、其计数周期为T,小车在任意两个连续计数周期里位移差均为 s、则小车做____________运动,加速度a=________.(2)某次实验纸带记录如图所示,根据图中标出的数据,可以判定物体做________运动,图中从A点开始,每打5个点取一个计数点,则物体的加速度为________米/秒2,其中D点对应的速度为________米/秒7.利用打点计时器测定物体做匀加速直线运动的加速度,某次实验取得的纸带记录如图所示.电源频率是50Hz,图中所标的是每隔5个打点间隔所取的计数点,则相邻计数点间的时间间隔是T=________s.由图中给出数据计算加速度的公式是a=________,代入数值求得加速度的计算值为________m/s2.。
高一物理--实验1 打点计时器(含答案)
研究匀变速直线运动的特点实验1 用打点计时器测速度一、 目的与要求1.了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。
2.知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。
3.会利用打上点的纸带研究物体的运动情况,掌握一些处理数据的基本方法。
二、 原理与思路 1.打点计时器原理 (1)电磁打点计时器电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器,其结构如图2- 1所示。
它的工作电压是必须6V 以下(一般选在4~6V 之间)。
电源频率是50Hz 时,它每隔0.02s 打一个点。
1)结构:图2- 12)原理:J0203型打点计时器,其工作原理可用图2- 2说明.当线圈中通入的交流电为正半周时,设电流方向如图甲,则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N 极,永磁体的磁场就使簧片向下运动,振针就在纸带上打出一个点;当交流电为负半周时,电流方向如图乙,簧片左端变为S 极,永磁体的磁场就使簧片向上运动.如此反复作用,簧片就振动起来.制造时使簧片的固有频率为50Hz ,等于交流电的频率,这样簧片就发生共振,振动频率也是50Hz ,即周期为0.02s ,并且有较大的振幅。
于是振针就每隔0.02s 向纸带上打出一个清晰的点。
打点计时器在使用前应进行检验,打点周期的等时性不好的要进行调整,具体方法请参阅后面的参考资料。
振针的高度应适当,并且不要松动,否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点,并对纸带产生过大的摩擦阻力。
纸带在使用前要整平(可用熨斗熨),以免造成打点间隔变化或点子不清晰.每打完一条纸带,要将圆形复写纸片的位置调整一下,以充分利用它的不同部位,保证打点清晰。
打点器是按间歇工作设计的,每打完一条纸带要及时切断电源,防止线圈过热而损坏.在纸带上测量长度时:不要用短尺一段一段她测量后相加.以免误差积累。
打出的纸带要贴在实验报告中,作为原始记录。
图2- 2打点计时器的线圈中通入50Hz 的交流电时,电流1秒钟改变100次方向,振片相当于一个磁极不断变化的电磁铁,当左端为N 极时,振片被永久磁铁的S 极吸引向下运动;当左端为S 极时振片被永久磁铁的N 极吸引向上运动,振片1秒钟振动50次,振针0.02s 打一个点。
物理必修一实验大全
高一物理实验目录实验一:用打点计时器测速度实验二:研究小车速度随时间的变化规律实验三:用打点计时器测自由落体加速度实验四:研究弹簧弹力和伸长量的关系实验五:验证力的平行四边形定则实验六:探究加速度与质量和力的关系实验七:探究作用力和反作用力的关系用打点计时器测速度一、实验目的1.练习使用电磁打点计时器2.利用打上点的纸带研究物体的运动情况3.学会测量平均速度和瞬时速度二、实验器材电时打点计时器,纸带,刻度尺,导线,电源三、实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上,将纸带穿过限位孔,复写纸套在定位轴上,并压在纸带上。
(2)将打点计时器的两个接线柱分别与交流电源相连。
(电磁打点计时器接交流电源4~6 V。
)(3)打开电源开关,按实验需要使纸带运动,在纸带上打出一系列的点。
(4)取下纸带,根据具体情况选出计数点,按实验要求进行测量计算。
(5)整理实验器材四、?打点计时器使用要点及注意事项(1)打点计时器使用的是低压交流电源,它的工作电压为4V—6V,频率为50Hz,如果电压过高会烧毁计时器线圈,如果电压过低,会出现不打点或打点不清的情况。
至于交流电的频率,我国工农生产和生活用的交流电,频率都是50Hz,周期是,比较稳定,一般都满足要求。
(2)为使打点的频率比较稳定,要求打点计时器的振动片的固有频率也是50Hz,使之发生共振现象,振动片的长度可在一定范围调节,通过改变振动片的长度来调节它的固有频率。
(3)实验前要检查打点的清晰情况,必要时应调整振针的高度,振针过高时打不上点,过低时会打出短线,还会对纸带产生过大的阻力;振动片和振针要固定好,不能让它松动,否则会出现漏点或双点。
(4)所用纸带要平整,如果纸带不平整,可能出现点迹不清,漏点或点间距离不准(在纸带有褶皱时两点间间隔和展平后两点间间隔不等)等现象,一般来说使用的是专用纸带,比较平整,个别有褶皱的纸带不要用或熨平后再用。
复写纸应安装在纸带的上面,专用复写纸只有一面有复印油墨的一面应朝下和纸带接触。
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高一物理打点计时器实验专题一.选择题1.电磁打点计时器或电火花打点计时器都是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是()A.平均速度B.位移大小C.加速度D.瞬时速度2.小明同学拉着穿过打点计时器的纸带的一端,向左运动,在纸带上打出了一系列的点,点迹分布如图所示,请你由此判断纸带的运动情况是()A.先匀速直线运动后减速直线运动B.先加速直线运动后匀速直线运动C.先减速直线运动后加速直线运动D.先加速直线运动后减速直线运动3.关于打点计时器,下列说法正确的是()A.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快B.电火花计时器使用的是220V交流电源C.电火花计时器比电磁打点计时器打点频率高D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器的电源4.关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是()A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.使用的电源电压越高,打点的时间间隔就越大D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢5.你左手拿一块表,右手拿一支笔,当你的合作伙伴沿直线运动拉动一条纸带,使纸带在你的笔下向前移动时,每隔1s用笔在纸带上点下一个点,这就做成了一台“打点计时器”.如果在纸带上打下了10个点,在打下的这些点的过程中,纸带的运动时间是()A.1 s B.9 s C.10 s D.11 s6.如图所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点,其中a,b间的平均速度最大的是哪一条?()A.B.C.D.7.某同学在实验中打出的一条纸带如图所示,计时器打点的时间间隔为0.02s。
他从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为()A.0.1s B.0.01s C.1s D.0.02s8.如图所示为一条打点计时器正常工作时打出的纸带,其中A、B、C、D、E为计时器连续打下的五个点,且打点计时器每打一个点所用的时间为T.为求得计时器打点C时纸带的速度,则下列算式中最合理的是()A.B.C.D.二.多选题9.打点计时器打出的一段纸带如图所示,打点计时器所用电源的频率为50Hz,A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K是纸带上打出的一组连续的点,0、1、2、3是每间隔三个点连续标出的4个计数点,下列说法正确的是()A.两个相邻的计数点之间的时间为0.06sB.A、D两点间的平均速度小于H、K两点间的平均速度C.H点的瞬时速度可以用F、K两点间的平均速度粗略表示D.G、I两点间的平均速度可能比F、K两点间的平均速度更接近H点的瞬时速度10.用打点计时器时应注意()A.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B.使用打点计时器时应先接电源,再拉动纸带C.使用打点计时器在拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行D.电磁打点计时器应使用低压交流电源11.下列关于误差和有效数字的认识正确的是()A.误差分为系统误差和偶然误差,误差是无法消除的B.系统误差可以通过多次测量求平均值来减小C.若用刻度尺测得某同学的身高是173.0cm,则173.0cm的最末一位0是估读的D.若用刻度尺测得一本书的长度是0.275m,则0.275m的第一位数字0是估读的12.如图所示是某同学在“用打点计时器测速度”实验中,根据纸带数据所得出的v﹣t图象,对其物理意义叙述正确的是()A.在0~6s内,物体以2cm/s的速度做匀速直线运动B.在0~0.12s内物体的平均速度为2cm/sC.在0.12~0.16s内,物体的速度由2cm/s增加到4cm/sD.从8s初开始,物体以8cm/s的速度做匀速直线运动三.填空题13.如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.02s,纸带旁边是一把最小刻度为1mm的直尺,则拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度为m/s;物体运动到在B点的瞬时速度为m/s。
(小数点后保留两位数字)14.打点计时器是用来测量的仪器。
电火花式打点计时器使用的电源是。
(选填“6V交流电源”或“220V交流电源”)15.电火花计时器通常的工作电压为伏,实验室使用我国民用电时,每隔秒打一次点;如图所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是(选填“速度减小”或“速度增大”).若所用电源的频率为50Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时s.四.实验题16.(1)打点计时器是一种使用(“交流”或“直流”)电源的(“计数”、“计点”、“计时”或“计长度”)仪器,在中学实验室里常用的有电磁打点计时器和电火花计时器;如图中为计时器,它的工作电压是(“220V”或“6V以下”)。
(2)使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:A.松开纸带让物体带着纸带运动B.安好纸带C.把打点计时器固定在桌子上D.接通电源E.取下纸带F.断开开关这些步骤正确的排列顺序为。
(3)电火花打点计时器使用交流电源工作,它工作电源的频率是50Hz,如果用它测量速度时,实验者不知道工作电源的频率已变为60Hz,而仍按50Hz进行计算,这样算出的速度值与物体速度的真实值相比(填“偏大”或“偏小”)。
17.(1)打点计时器接(填交流、直流)电源,当频率是50Hz时,打点计时器每隔秒打一个点。
(2)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是和。
(3)关于打点计时器的使用说法正确的是。
A.电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快18.(1)在高中阶段研究物体的运动时,常见的有下列两种打点计时器供实验选用。
若实验室均具备的条件下,我们往往应选择(选填“A”或“B”);其原因是因为该打点计时器能使纸带在运动时受到的阻力较(选填“大”或“小”)。
A.电磁打点计时器B.电火花打点计时器(2)比较上述A、B两种打点计时器,下列说法正确的是。
A.电磁打点计时器使用交流电源,电火花打点计时器使用直流电源B.两种打点计时器都是使用10V以下的交流电源C.当电源频率为50Hz时,两种打点计时器都是每隔0.02s打一个点D.两种打点计时器工作时,所产生的实验误差是一样的19.如图是做匀减速直线运动的物体通过打点计时器打出的一条纸带,已知打点周期为T,计数点2、4到0点的距离为s1、s2,则纸带的加速度大小为。
20.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究。
物块拖动纸带下滑,打出的纸带一部分如图。
已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出。
A、C两点的间距为cm,物块下滑的加速度大小为m/s2(保留2位有效数字),在打出E点时物块的速度大小为m/s。
21.小车运动实验中获得一条纸带,如图所示,其中两相邻计数点间有四个点未画出,已知所用电源的频率为50Hz,则打0点到D点纸带的平均速度是m/s,打C点时小车运动的速度v c=m/s22.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图1所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.(本题计算结果均保留3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器操作步骤应先再(选填“释放纸带”或“接通电源”).(2)每两个计数点间还有个点没有标出.(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10s测一次速度,计算出打下B、C、D 三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表v B v C v D v E v F数值(m/s)0.6400.721(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图2所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.23.某同学用如图甲所示装置测定重力加速度的大小,已知打点的频率为50Hz,请回答:(1)实验中,电火花计时器(或电磁打点计时器)使用(填“交流”或“直流”)电源。
我国使用的交流电的频率为50Hz,则相邻两个打点时间间隔是s。
(2)打出的纸带如图乙所示,可以判断实验时重物连接在纸带的端(选填“左”或“右”)。
(3)已知纸带上记录的点为打点计时器打的点,打点计时器在打C点时物体的瞬时速度大小为m/s,所测得的重力加速度大小为m/s2(结果均保留三位有效数字)。
24.(1)在做用打点计时器测加速度的实验时,要用到打点计时器,打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的“电火花打点计时器”使用的电压是V(选填“4~6”或“220”)的(选填“直流电”或“交流电”),它每隔s打一个点。
(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是。
A.先接通电源,再让纸带运动B.先让纸带运动,再接通电源C.让纸带运动的同时接通电源D.先让纸带运动或先接通电源都可以(3)如图是一条记录小车运动情况的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E,5个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点图中没有画出。
①由纸带上的数据计算B点的瞬时速度v B=m/s。
②纸带运动的加速度是m/s2。
(4)在用打点计时器测定物体的瞬时速度时,当电源频率低于50Hz时,如果仍按50Hz 的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实数值偏(选填“大”或“小”)。
25.如图是实验中利用打点计时器记录自由落体运动的轨迹时,得到的一条纸带,纸带上的点是从放手开始打下的连续的计时点,两点之间的距离已标在图中。
(1)关于打点计时器,下列说法中正确的是。
A.电火花打点计时器用的是220V交流电源B.电磁打点计时器用的是6V直流电源C.实验时应先释放纸带,然后赶紧接通电源D.纸带上相邻两点间的时间间隔为0.02s(2)通过对纸带的分析,你认为自由落体是做(填“匀速”、“变速”)运动。
你的判断依据是:。
(3)根据纸带上的数据可求出自由落体运动的加速度大小a=m/s2。
(4)打点计时器打下B、C、D、E、F各点时,重物的速度分别是v B=m/s、v C =m/s、v D=m/s、v E=m/s、v F=m/s(保留两位有效数字)。
26.如图所示为一次记录小车向左运动情况的纸带,图中A、B、C、D、E为相邻的计数点,相邻计数点间的时间间隔T=0.1s。
(1)根据纸带可判断小车做运动(填“加速”“减速”或“匀速”);(2)根据纸带求出:D点的速时速度v D=m/s,小车的加速度为m/s2。