新人教版高中物理必修一：1.4《实验：用打点计时器测速度》ppt课件

解析： 打点计时器振针打点的周期决定于交流电的频 率，例如频率为50 Hz时每隔0.02 s打一个点．
答案： B
2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计
算就能直接得到的物理量是( )
A．时间间隔
B．位移
C．速率
D．平均速度
解析： 根据打点计时器打出的纸带上点迹的间隔数就可
知道时间间隔，其位移可利用刻度尺测量，而运动过程中的平
2.利用 v－t 图象分析物体的运动 (1)v－t 图象：用横轴表示时间 t，纵轴
表示速度 v，建立直角坐标系．根据测量 的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲 线把这些点连接起来，即得到如图所示的 v －t 图象．
(2)v－t 图象的意义：v－t 图象非常直观地反映了速度随时 间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．
解析： 打点计时器使用交流电，电磁打点计时器使用6 V以下的低压交流电源；电火花计时器使用220 V交流电源， 相邻两点的时间间隔是0.02 s.
答案： AC
纸带的测量、分析与计算 (2014·泰州高一检测)在“用打点计时器测速度” 的实验中，打点计时器使用的交流电的频率为 50 Hz，记录小 车运动的纸带如图所示，在纸带上选择 0、1、2、3、4、5 共 6 个计数点，相邻两计数点之间还有 4 个点未画出，纸带旁并排 放着带有最小分度为毫米的刻度尺，零点跟“0”计数点对齐， 由图可以读出 3 个计数点 1、3、5 跟 0 点的距离并填入表格中．
(5)使用电磁打点计时器时，如打出的点迹较轻或是短线， 应调整振针到复写纸的高度．
(6)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关 闭电源．
打点计时器的原理及使用 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用________ 电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压是________，电火花 计 时 器 的 工 作 电 压 是 ________V ， 其 中 ________ 实 验 误 差 较 小．当电源频率是 50 Hz 时，它每隔________s 打一次点．
(1)根据上面记录，计算打点计时器在打 1、2、3、4、5 点
时的速度并填在下表中.
位置 v/(m·s－1)
1 23 4 5
(2)根据(1)题中表格，在图中画出小
车的速度－时间图象，并说明小车速度变
化特点．
解析： (1)某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的 平均速度表示．
打 1 点时：v1＝x12＋Δtx2＝1.20 m/s 打 2 点时：v2＝x22＋Δtx3＝1.00 m/s 打 3 点时：v3＝x32＋Δtx4＝0.80 m/s 打 4 点时：v4＝x42＋Δtx5＝0.60 m/s 打 5 点时：v5＝x52＋Δtx6＝0.40 m/s
(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个 点，如果共有 n 个点，那么这 n 个点的间隔数为(n－1)，则纸 带的运动时间 Δt＝(n－1)×0.02 s.
(5)用刻度尺测量出这几个点间的距离 Δx. (6)利用公式 v＝ΔΔxt 计算出纸带在这段时间内的平均速度．
(7)把纸带上能看得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、…
4.实验：用打点计时器测速度
实验目的 1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装 和使用． 2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速 度． 3．能利用v－t图象分析物体的运动．
实验原理 1．打点计时器的原理及使用
电火花计时器
电磁打点计时器
结构 图示
工作电压
220 V交流电
6 V以下交流电
打点方式 周期性产生电火花
振针周期性上、下振动
打点周期
0.02 s
0.02 s
记录信息
位置、时刻和位移、时间
2.测平均速度、瞬时速度的原理 跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不 同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移 Δx.打两个 点的时间可用 Δt＝(n－1)×0.02 s 求得，则平均速度 v＝ΔΔxt ，Δt 很短时可以认为ΔΔxt 为 t 时刻的瞬时速度．
答案： (1)220 V交流电源 (2)放电针 墨粉纸盘 运动 的 0.02 (3)为了使墨粉纸盘很好地转动，均匀地被使用 纸带运动时受到的阻力较小，误差较小
同理可求出 v2＝0.40 m/s，v3＝0.61 m/s，v4＝0.69 m/s，v5 ＝0.70 m/s.
以速度为纵轴、时间为横轴建立直角坐标系．根据计算出 的结果在直角坐标系中描点，连线后得到速度－时间图象如图 所示．
在分析纸带数据时，若打点计时器的电源频 率为 50 Hz，则每 5 个计时点取 1 个计数点和每隔 4 个计时点 取 1 个计数点的时间间隔都为 0.1 s，而每隔 5 个计时点取 1 个 计数点的时间间隔为 0.12 s.
用图象表示速度 下图是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、 3、4、5、6 是 7 个计数点，每相邻两个计数点之间还有 4 个点 未画出，各计数点到 0 点的距离如图所示．分别求出 1、2、3、 4、5 等 5 个计数点的瞬时速度并画出速度－时间图象．
解析： 点 0、2 间的平均速度可认为是点 1 的瞬时速度．同 理，2、3、4、5 点的瞬时速度也可求出．由于相邻计数点之间 还有 4 个点未画出，相邻计数点间的时间间隔 t＝0.1 s，则 v1 ＝3.09.×1×102－2 m/s＝0.195 m/s，
数据处理
1．计算瞬时速度
打点计时器打点的周期 T＝0.02 s 足够小，则 A、B、C、D…
各点的瞬时速度可分别认为是：vA＝x12＋Tx2，vB＝x22＋Tx3，vC＝ x32＋Tx4，vD＝x42＋Tx5，…
把计算所得的各点的速度填入下表中：
位置
ABCDEF
(xn＋xn＋1)/m v/(m·s－1)
解析： 两类打点计时器均使用交流电源，其中电磁打点 计时器的工作电压为 6 V 以下，电火花计时器的工作电压是 220 V，电火花计时器打点过程中摩擦力较小，实验误差较小．打 点计时器的打点周期 T＝1f＝510 s＝0.02 s.
答案： 交流 6 V以下 220 电火花计时器 0.02
1－1：关于打点计时器的原理和使用方法， 下列说法中正确的是( )
3－1：下图是用打点计时器测瞬时速度实验时 得到的一条纸带的一部分，从 0 点开始依照打点的先后依次标 为 0,1,2,3,4,5,6，…现量得 0、1 间的距离 x1＝5.18 cm，1、2 间 的距离 x2＝4.40 cm,2、3 间的距离 x3＝3.62 cm，3、4 间的距离 x4＝2.78 cm,4、5 间的距离 x5＝2.00 cm，5、6 间的距离 x6＝1.22 cm.(f＝50 Hz)
均速度或某一时刻的速率则需利用公式 v＝ΔΔxt 求得． 答案： AB
3．下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，
正确的是( )
①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源
②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 ③电
火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 ④电磁打点计
时器打点的是电火花和墨粉
实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时 器使用 220 V 交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标 纸等．
实验步骤 (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，并且压在纸带上面． (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．随后关闭电源．
5．电火花计时器如图甲、乙所示，试回答下列问题． (1)电源插头所接电源为________． (2)当按下脉冲输出开关时，在________和________间产生 火花放电，于是在________纸带上打出一列点痕，当电源频率 是 50 Hz 时，它每隔________s 打一次点．
(3)墨粉纸盘夹在两条纸带之间，而不用一条纸带的原因是 __________________________________________________ 电火花计时器与电磁打点计时器相比较其优越性在于 __________________________________________________
注意事项 (1)实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动， 并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象． (2)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点 稳定后再拉动纸带． (3)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．
(4)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸 盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位 孔，压在复写纸下面．
解析： 由题意知，相邻两点间的时间间隔为 0.02 s. A、C 间的距离为 14.0 mm＝0.014 0 m， A、D 间的距离为 26.0 mm＝0.026 0 m， 由公式 v＝ΔΔxt 得 v AC＝20×.0104.002 m/s＝0.35 m/s v AD＝30×.0206.002 m/s≈0.43 m/s A、C 两点更接近 B 点，故 B 点的瞬时速度更接近于 0.35 m/s. 答案： 0.35 0.43 0.35
v2＝x21T3＝5.40
cm－1.20 2×0.10 s
cm＝21.00
cm/s＝0.21
m/s.
答案：距离Fra bibliotekx1x2
测量值/cm 1.20 5.40
x3 12.00
0.21
做题时要注意计数点和计时点的区别，如每 隔 4 个计时点取 1 个计数点时 T＝0.10 s，而不是 0.02 s.
2－1：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，用毫米刻度尺测量情况如图所示， 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， 二 者 之 间 B 点 的 瞬 时 速 度 更接 近 于 ________m/s.