2021年高考物理专题复习：实验用打点计时器测速度
实验用打点计时器测速度课件
一、两种打点计时器
比较项
电火花计时器
电磁打点计时器
220 V 交变电流
周期性产生电火花
0.02 s
位移、时间
4~6 V 交变电流
振针周期性上下振动
0.02 s
结构图示
工作电压
打点方式
打点周期
记录信息
二、用打点计时器测量瞬时速度
1.下图是打点计时器打出的一条纸带,若Δx=5 cm,在D、G这两个
答案 见解析
实验误差分析和注意事项
情景导引
下图是某同学用打点计时器打出的一条纸带,他用刻度尺测量了
一些相邻点间的距离如图所示,你认为他这样测量有什么缺点?怎
样做更有利于减小实验误差?
要点提示 每次测量一小段距离都会产生较大的误差。为了减
小这样测量带来的误差,方法是一次测量完成,即一次测出各计数
点到起始计数点O的距离,再分别计算出各计数点间的距离。
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(每0.02 s打一次点)。
(1)根据测量数据,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
1
2
2
2
2
2
把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速直线运动。
位置
时间 t/s
(xn+xn+1)/m
v/(m·s-1)
A
B
C
D
E
F
2.v-t图象法
典例剖析
【例1】如图所示是做用打点计时器测速度实验时得到的一条
2021_2022高中物理第一章运动的描述第4节实验：用打点计时器测速度5作业含解析新人教版必修
实验：用打点计时器测速度1．为完成“练习使用打点计时器”实验，在如图145所示的四种器材中，找出这两种打点计时器，并完成以下填空：________图为电磁打点计时器，工作电压为交流________；________图为电火花打点计时器，工作电压为交流________V.图145【解析】电磁打点计时器是利用交变电流使铁芯产生磁性，吸引带打点针的铁条通过复写纸在纸带上打出点，丙图为电磁打点计时器，工作电压为交流4～6 V；电火花打点记时器是利用家用电打出的火花吸引铅盘而打出点，乙图为电火花打点计时器，工作电压为交流220 V.【答案】丙4～6 V 乙2202．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146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50 Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时________ s.图146【解析】电火花计时器通常的工作电压为交流220伏，实验室使用我国民用电时，每隔0.02秒打一次点；相等时间内纸带右侧位移大于左侧位移，说明右侧的速度大于左侧的速度，即物体做速度增大的运动．又因从打下A点到打下B点共14个点迹，即A到B共有13个时间间隔，所以共用时：t＝13×T＝0.26 s.【答案】交流220 0.02 速度增大0.263．用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．某次实验中得到一条纸带，如图147所示，从比较清晰的点起，每五个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、…，量得0与1两点间距离x1＝30 mm，2与3两点间的距离x2＝48 mm，则小车在0、1两点间平均速度为v1＝________ m/s，在2、3两点间的平均速度v2＝________ m/s.据此可判定小车做________(填“加速”“减速”或“匀速”)运动．图147【解析】 每五个计时点取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为T ＝0.1 s ，那么由平均速度的定义得v 1＝0.03 m 0.1 s ＝0.3 m/s ，v 2＝0.048 m 0.1 s＝0.48 m/s.从计算结果看小车运动的速度在增大，所以可以判断小车在做加速运动．【答案】 0.3 0.48 加速4．在测定速度的实验中，使用打点计时器测小车的速度，实验得到的一条纸带如图148所示，0、1、2、3、4是选用的计数点，每相邻两计数点间还有3个打出的点没有在图上标出．图中还画出了实验时将毫米刻度尺靠在纸带上进行测量的情况，读出图中所给的测量点的读数分别是________、________、________和________.1、3两点间的平均速度是________ m/s ，1、4两点间的平均速度是________ m/s ，2点的速度更接近于________ m/s.图148【解析】 由毫米刻度尺可读出0、1、3、4点的读数分别是10.00 cm 、12.60 cm 、22.60 cm 、30.00 cm.由题意知各计数点间的时间间隔Δt ＝4×0.02 s＝0.08 s ，由读数可得1、3两点和1、4两点间的位移大小分别是Δx 1＝22.60 cm －12.60 cm ＝10.00 cm ，Δx 2＝30.00 cm －12.60 cm ＝17.40 cm ，则1、3和1、4两点间的平均速度分别是v 1＝Δx 1Δt 1＝10.00×10－20.16m/s ＝0.625 m/s ， v 2＝Δx 2Δt 2＝17.40×10－20.24m/s ＝0.725 m/s ， 1、3两点更接近于2点，故2点的瞬时速度更接近于1、3两点间的平均速度0.625 m/s.【答案】 10.00 cm 12.60 cm 22.60 cm 30.00 cm0．625 0.725 0.6255．像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图149甲所示，a 、b 分别是光电门的激光发射、接收装置，当有物体从a 、b 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用图乙所示装置测量，图中MN 是水平桌面，PQ 是长1 m 左右的木板，Q 是木板与桌面的接触点，1和2是固定在木板上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．让滑块从木板的顶端滑下，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10－2s和2.0×10－2s.用游标卡尺测量滑块的宽度d＝5.015 cm.则：甲乙图149(1)滑块通过光电门1的速度v1的大小是多少？(2)滑块通过光电门2的速度v2的大小是多少？【解析】由于滑块通过两光电门的时间极短，故可用滑块通过光电门的平均速度代替其通过的瞬时速度．故v1＝dt1＝5.015×10－25.0×10－2m/s＝1.003 m/s；v2＝dt2＝5.015×10－22.0×10－2m/s≈2.508 m/s.【答案】(1)1.003 m/s (2)2.508 m/s。
2020-2021年高考物理实验方法：逐差法(含答案)
2020-2021年高考物理实验方法：逐差法在用打点计时器打下的纸带测加速度的实验中，我们用逐差法计算加速度。
1. 计算加速度的基本公式：2Txa ∆=公式推导：根据运动学公式221at vt x +=，有221aT T v x n n +=①，21121aT T v x n n +=++②，但aT v v n n +=+1，所以2121aT T v x n n -=+③，②-③得21aT x x n n =-+，所以21T x x a n n -=+，即2T xa ∆= 2. 逐差法计算加速度的公式：2143Tx x a -=如果测得6个数据：1x 、2x 、3x 、4x 、5x 、6x ， 则23216549)()(Tx x x x x x a ++-++=. 公式推导：因为212aT x x =-，223aT x x =-，234aT x x =-， 3式相加得2143aT x x =-，得2143Tx x a -=同理2253T x x a -=，2363Tx x a -= 以上3式相加得：=a 323216543)()(T x x x x x x ++-++，所以23216549)()(Tx x x x x x a ++-++=。
为什么要用逐差法测加速度？ 早期的物理教科书，只有公式23216549)()(T x x x x x x a ++-++=，因为题目所给的数据用哪一组计算都相等。
后来为了联系实际，题目中给的数据用2121Tx x a -=，2232T x x a -=，2343T x x a -=，2454T x x a -=，2565T x x a -=几个公式算的加速度都不相等或不都相等（因为读数是这样的），到底哪一个答案对呢？ 有人想出一个办法，就是求平均值，即554321a a a a a a ++++=，细心的人会发现，这个“平均值”并不能表示平均值，因为实际上这个“平均值”是a =2165Tx x -，还是只用了6个数据中的2个数据。
物理必修1人教版 1.4 实验：用打点计时器测速度(共22张PPT)(优质版)
v/(m·s-1)
v/(m·s-1)
0
t/s0
t/s
v-t图象：
1.能读出速度V、时刻 t 的对应关系
2.观察出速度V随时间 t 的变化关系 3.能判断物体的运动规律
V
V
O
t
O
t
练
习 一物体的 v-t 图如下所示，则下列说法正确的是
A.物体做曲线运动 C.物体做往复运动
B.物体做直线运动 D.物体一直向一个方向运动
(B C )
4、在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上 面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带 表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时
A．应通过测量纸带表示的运动的全程来判断？ B．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C．必须通过计算全程的平均速度来计算 D 可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同
注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小 圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下 振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打 点计时器稳定后，再释放纸带。
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时 器的位置。
三、纸带处理： 1.判断物体的运动规律
A
B
C
D
2.计算变速直线运动中某段的平均速度
OA
B
C
D
单位 cm
位置
v/(m.s1)
纸带在几个时刻的瞬时速度
O
A
B
C
D
0.458 0.541 0.627
v/(m·s-1) 1.0
0.8 0.6
0.4
0.2
t/10 -1s
0
Hale Waihona Puke 1234
2021届高考物理一轮复习精点精练卷(一)运动的描述(含答案)
2021届高考物理一轮复习精点精练卷（一）运动的描述1.某人骑自行车沿一斜坡从坡底到坡顶,再从坡顶到坡底往返一次,已知上坡时的平均速度大小为4 m/s,下坡时的平均速度大小为6 m/s,则此人往返一次的平均速度大小与平均速率分别是( )A.10 m/s,10 m/sB.5 m/s,4.8 m/sC.10 m/s,5 m/sD.0,4.8 m/s2.由于发射卫星耗资巨大,还要耗费大量燃料推动沉重的金属物体在地球大气中飞行。
科学家正在研发一种解决方案,利用一架喷气式飞机发射一个高效的小型推进系统,把卫星送入近地轨道。
已知卫星速度必须达到8 000 m/s才能达到预定轨道,发射时喷气式飞机运行了16.7 min。
则喷气式飞机的加速度为( )A.212m/s10m/s D.2 6m/s B.28m/s C.23.以10 m/s做匀速直线运动的汽车紧急刹车后,在2 s内停止运动。
则汽车运动的加速度及2 s内的位移大小分别是( )A.20,10m D.22m/s0,20m2m/sm/s5,20m C.25,10m B.2m/s4.一物体做匀变速直线运动,初速度大小为15 m/s,方向向东,第5 s末的速度大小为10 m/s,方向向西,则物体开始向西运动的时刻为( )A.第2 s末B.第3 s末C.第5 s末D.第6 s末5.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,下列说法正确的是( )A.钩码的质量越大越好B.坐标轴单位长度越小越好C.通过调节,使纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条直线上D.实验中要先接通电源后放纸带,打完点要先取纸带后断开电源6.某人用打点计时器做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验,利用打出的一条纸带画出了小车速度随时间变化的图像,如图所示。
下列说法正确的是( )A.当电源频率为50 Hz时,打点计时器每隔0.05 s打一个点B.小车做匀速直线运动C.小车的加速度大小为20.04m/st=时的速度大小是0.04 m/sD.小车在0.02s7.两辆汽车沿平直公路运动,从某时刻开始计时,分别测量两辆车的速度大小,并记录在下t=的这段时间内( )表中。
2021高一物理 1.4_实验：用打点计时器测速度_课件（人教版物理必修1）
• 【解析】 速度是单位时间内物体所通过的位
移．纸带上每相邻两点间的时间间隔相等，因此
物体匀速运动时，相邻两点间的距离相等，所以
A、C纸带是匀速通过打点计时器的；B纸带相邻
两点间距离越来越大，则速度越来越大，因此B
纸带是越来越快地通过打点计时器的；D纸带相
邻两点间的距离先变大，后变小，说明速度先变
解析：此题就是根据两点间的距离Δx和时间Δt求平
均速度，注意题中时间间隔是0.1 s. v AC＝ΔΔxTAC＝3.62＋24×.308.1×10－2 m/s＝0.4 m/s.
v DF＝ΔΔxTDF＝5.99＋26×.800.1×10－2 m/s≈0.64 m/s.
v
DG＝
• 1．了解打点计时器的结构，然后把它固定 在 桌子．上
• 2．把纸带装好． • 3． 启动电源 ，用手水平地拉动 纸带，纸带
上就打出一行小点．随后立即 断开电源 ．
• 4．取下纸带，从能够看清的某个点开始， 往后数出若干个点．如果数出n个点，弄清 从第一个点到第n个点的间隔个数，由此计 算出从第一个点到第n个点的 时间间隔Δ.t
• 与电磁打点计时器相比，电火花计时器使用中来 自于纸带运动本身的阻力较，小 因而系统误差也就 比较 小 ．计时精度与交流电源频率稳定程度一 致，同时操作简易，使用安全可靠．
• 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．
• 五、实验步骤
时，如果纸带不动，振针就通过复写纸在 纸带上留下一个小点，如果把纸带跟运动 物体连在一起，即由物体带动纸带一起运 动，振针就在纸带上留下一行小点，各点 之间的距离就表示相应时间内物体的 位移
高中物理人教版必修一《1.4实验：用打点计时器测速度》课件
类型一
类型二
类型三
题后反思(1)求出对应于不同时刻的瞬时速度,然后以运动方向为
正方向建立坐标系,描点并用平滑曲线拟合就得到了描写物体运动
的v-t图象。(2)对所给出的v-t图象,v的正、负表示速度的方向,纵坐
标的绝对值表示物体运动的快慢,即速率。
-22-
谢谢观看
-23-
一
二
三
四
4.v-t图象与其画法
为了更直观地反应物体的运动情形,我们可以用v-t图象来表示速
度随时间的变化规律。
以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,根据运算出的不
同时刻对应的瞬时速度值,在座标系中描点,最后用平滑曲线把这
些点连接起来就得到了一条能够描写速度v与时间t关系的图线。
-7-
4
实验:用打点计时器测速度
打点计时器的振针高度。
5.画v-t图象时,横轴与纵轴单位长度的肯定要根据实验数据的最
大值、最小值公道选取,使描画的图象能充满坐标平面的大部分空
间。
6.画v-t图象时,不可以用折线将坐标系中所描画的点进行连接,而
运用一条平滑曲线来“拟合”坐标系中所描出的点。这样,曲线反应
的规律才更接近真实情形。
-11-
是测量时从计时点中按一定的标准选出的点。
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4
实验:用打点计时器测速度
类型一
类型二
类型三
解析:AD段的平均速度
v1 =
=
43.25-15.50
cm/s=231.25
0.02×2×3
cm/s
当时间间隔很短时,可以用平均速度代替瞬时速度,故B点的瞬时
速度
v2=
2020-2021学年高中物理必修1《1.4 实验：用打点计时器测速度》测试卷及答案解析
2020-2021学年高中物理必修1《1.4 实验：用打点计时器测速度》测试卷一．选择题（共5小题）1．某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况。
图示为该同学实验时打出的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s。
打点计时器打B点时小车的速度（）A．1.45m/s B．0.145m/s C．14.5m/s D．145m/s2．关于误差和有效数字，下列说法正确的是（）A．0.98cm与0.980cm物理意义是一样的B．测出一个物体长为126.80cm，采用的测量工具的最小分度是毫米C．多测几次求平均值可减小系统误差D．0.068cm有三位有效数字3．电磁打点计时器使用的电源是（）A．4～6V的交流电源B．4～6V的直流电源C．220V的交流电源D．高压直流电源4．用打点计时器研究小车的运动时得到一条点迹清晰的纸袋带如图所示，交流电源的频率为50Hz．可以从这条纸带上直接获得的物理量有（）A．小车的质量B．小车受到拉力的大小C．从打A点到打B点，小车运动的时间D．从打A点到打B点，小车位移的大小5．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．填空题（共1小题）6．一条打点计时器打出的纸带如图，取计数点A、B、C、D、E．每相邻两个计数点向还有4个实验点（图中未画出）。
已用刻度尺以A为起点到B、C、D、E各点的距离且标在图上，则纸带运动加速度的大小为a＝m/s2，打纸带上C点时瞬时速度大小v C ＝m/s（保留三位有效教字）三．实验题（共3小题）7．打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图甲、乙所示是高中物理实验中常用的两种，请回答下面的问题：（1）图甲是（填“电磁”或“电火花”）打点计时器，电源采用的是（填“4﹣6V交流”、“220V交流”、四节干电池）。
1.4 实验： 用打点计时器测速度(备作业)(解析版)-2020-2021学年高一(人教版必修1)
1.4 实验：用打点计时器测速度（同步练习）(解析版)一、单选题（本大题共15小题）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．【答案】B【解析】本题考查了打点计时器；对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。
了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等。
【解答】打点计时器的打点周期决定于交变电流的频率；故ACD错误，B正确。
故选B。
2.如图，某次实验得到一条纸带，A，B，C，D，E分别表示纸带上连续打印的点，打点计时器所用的电源频率为50Hz，根据图示数据可知()A. 纸带做匀速运动B. 相邻两点的时间间隔为0.1sC. 打B点时纸带的瞬时速度为0.31m/sD. A与C之间纸带平均速度为1.56m/s【答案】D【解析】A.根据相等时间内的位移之差是否为零，即可判定纸带能否匀速运动；B.根据频率为50Hz，从而确定相邻两计数点的时间间隔；C.根据平均速度的定义求解AC段的平均速度；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．注意单位的换算。
A.由纸带可知，BC=6.24cm−2.92cm=3.32cm；CD=9.95cm−6.24cm=3.71cm；在任意相等的时间内，位移不相等，则纸带不是匀速运动，故A错误；B.由于电源频率为50Hz，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s，故B错误；C.根据平均速度的定义得AC段的平均速度v AC=x AC tAC =0.06242×0.02m/s=1.56m/s，故C错误；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小，v B=v AC=1.56m/s，故D正确；故选D。
2021年最新高考物理能力训练-打点计时器及其应用(含答案)
基础训练18 打点计时器及其应用（实验二）（时间60分钟，赋分100分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：了解打点计时器的原理和使用方法.会运用打点计时器来测定匀变速直线运动的加速度、会运用打点计时器来验证牛顿第二定律.第12题和第13题为创新试题，这两道题主要体现在实验设计上的创新.一、选择题（每小题5分，共40分）1.某人在t=0时刻时观察一个正在做匀加速直线运动的质点，现只测出了该质点在3 s内及第7 s内的位移，则下列说法正确的是A.不能求出任一时刻的瞬时速度B.能求出任一时刻的瞬时速度C.不能求出第3 s末到第7 s初内的位移D.能求出该质点的加速度2.在验证a与M的关系的实验中，下列做法哪些是错误的A.平衡摩擦力时，将砂桶用绳跨过定滑轮拴在小车上B.每次改变小车的质量M时，不再移动垫块平衡摩擦力C.当m<<M时，用天平测出m、M，用公式a=mg/M求出小车的加速度aD.画出a—M图线，看图线形状是否为双曲线的一支，验证a与M是否成反比3.用接在50 Hz交流低压电源上的打点计时器，测定小车做匀加速直线运动的加速度，某次实验中得到的一条纸带如图1—18—1所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点做为计数点，分别标为0、1、2、3、4，测得s1=30 mm，s4=48 mm，则小车在0与1两点间的平均速度和小车的加速度分别为图1—18—1A.0.30 m/s 0.6 m/s2B.0.6 m/s 0.33 m/s2C.6 m/s 3.3 m/s2D.3.3 m/s 6 m/s24.某学生做“验证牛顿第二定律”的实验，在平衡摩擦力时把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大.它所得到的a-F关系可用下列哪一图线表示.(图1—18—2中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)图1—18—25.在验证牛顿第二定律关于力一定时加速度与质量成反比的实验中，以下做法错误的是A.平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C.实验时，先放开小车，再接通打点计时电源D.小车运动的加速度，可从天平测出装砂小桶和砂的质量(M′和m′)以及小车质量M，直接用公式a=(M′+m′)g/M，求出［(M′+m′)<<M］6.做以下四个实验时，要用打点计时器的实验是A.验证牛顿第二定律B.验证碰撞中的动量守恒C.验证机械能守恒定律D.研究平抛物体的运动7.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源频率不稳定D.振针压得过紧8.如图1—18—3所示，为一做匀加速直线运动的小车通过打点计时器所得纸带的一部分，A是任选的第一点，B、C是第11点和第21点，若小车运动的加速度是10 m/s2，则打点计时器的频率为图1—18—3A.25 HzB.50 HzC.100 HzD.200 Hz二、填空题（每小题6分，共24分）9.在某次测匀变速运动的加速度的实验中得到如图1—18—4所示的纸带，图中所标各点均为打点计时器所打的点，由此可知，匀加速运动的加速度的大小为_______(电源频率f=50 Hz).图1—18—410.图1—18—5为接在50 Hz低压交流电源上的打点计时器在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所标的是按每隔五个点取一个计数点的原则所取的计数点，但第三个计数点没有画出，则该物体运动的加速度为______.第3计数点与第2计数点的距离约为_____cm.图1—18—511.在验证牛顿第二定律的实验中，当小车质量m不变时，a—F图象如图1—18—6所示，则m=_______.图1—18—6 图1—18—712.（2001年全国高考试题）一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1—18—7所示.图1—18—8是打出的纸带的一段.（1）已条打点计时器使用的交流电频率为50 Hz，利用图1—18—8给出的数据可求出小车下滑的加速度a=_______.（2）为了求出小车在下滑过程中所受的阻力，还需测量的物理量有_________.用测得的量及加速度a表示阻力的计算式为：F f=______________.图1—18—8三、计算题（共36分）13.（12分）利用打点计时器测自由落体的加速度，重锤下落时打出一条纸带如图1—18—9所示，计算重力加速度的数值.图1—18—914.(12分)在“验证牛顿第二定律”的实验中，在砂和砂桶的质量不变时，改变小车的质量，得出下表中数据：图1—18—101图象.(1)在图1—18—10中作出a—M(2)由图象得出什么结论?(3)砂和砂桶的重力约为多少?实验次数车的质量M(kg) 车的加速度a(m/s2) M的倒数1 0.20 0.782 0.40 0.383 0.60 0.254 0.80 0.205 1.00 0.1615.（12分）一个小车拖着纸带做匀加速直线运动，用频率为50 Hz 的交流电源，使打点计时器在纸带上打下一系列的点. 舍去开头比较密集的点，适当选取某一点作为第1计数点后，用刻度尺量出第6点到第11点间的距离为2 cm，第21点到第26点间的距离为4.4 cm，那么：（1）该小车的加速度是多大？（2）打点计时器打第21点时小车的速度是多大？（3）纸带上第1点到第26点这段时间内小车的平均速度是多少？参考答案一、1.BD2.ACD 平衡摩擦力时不能将砂桶拴在小车上；摩擦力平衡后，改变小车质量M时，不需要重新平衡摩擦力；求小车的加速度应从低带上求；1图线.画图线应画a-M3.A4.C5.ACD 平衡摩擦力实际上就是让小车的重力沿斜面的分力与小车受摩擦阻力(包括纸带，但不悬挂小桶)相平衡，粗略分析就是Mg sinθ=μMg cosθ，可见平衡摩擦力与物体的质量无关，即改变小车质量M时，无须重新平衡摩擦力，知B正确，A错.在使用打点计时器时应先接通电源，待振针稳定后再松开纸带，知C错.在本实验中，目的是验证牛顿第二定律，故加速度应为实测得到的数值，即通过分析纸带而得出，而不是利用牛顿第二定律进行计算，知D错.6.AC7.D 若打点计时器错接在直流电源上，则不打点，A不可能；若电源电压不稳定，则打点的力的大小不同，即纸带上打出圆点的清晰度不同，B不可能；若电源频率不稳定，则打点的时间间隔不同，点间距离不同，C 不可能；若振针压得过紧，则会出现托迹现象即纸带上打出的不是圆点，而是一些短线.8.C二、9.8.63 m/s210.0.51 m/s2;4.3611.0.71 kg12.(1)a=4.00 m/s2(2)小车的质量m；斜面上任意两点间的距离Lh-ma.及两点间的高度差；mgL三、13.g=9.50 m/s21图象如14.（1）先求出M的倒数，在坐标中描点，再连线得到a-M下图所示实验次数车的质量M(kg) 车的加速度a(m/s2) m的倒数1 0.20 0.78 5.002 0.40 0.38 2.503 0.60 0.25 1.674 0.80 0.20 1.255 1.00 0.16 1.00（2）图象是一条过原点的斜直线，表明：a ∝M1.(3)砂和砂桶的重力约等于小车的牵引力. 即(m 砂+m 桶）g =F而F =ma =ma 1等于图线的斜率.由图象可得：（m 砂+m 桶）g ≈0.155 N15.设第1、6点间的位移为s 1，第6、11点间的位移为s 2……第21、26点间的位移为s 5.每6个点间的运动时间T =0.02×5 s =0.1 s .(1)a =22225)1.0(310)24.4(3⨯⨯-=--T s s m/s 2=0.8 m/s 2(2)因为Δs =s 3-s 2=s 5-s 4所以s 3+s 4=s 2+s 5第16点的速度v 16=1.0210)4.42(2225243⨯⨯+=+=+-T s s T s s m/s=0.32 m/s所以v 21=v 16+aT =0.32 m/s+0.8×0.1 m/s=0.4 m/s(3)因为2261v v v +=又因为v 1=v16-a×3T=0.32 m/s-0.8×0.3 m/s=0.08 m/s v 26=v16+a×2T=0.32 m/s+0.8×0.2 m/s=0.48 m/s所以248 .008.0+=v m/s=0.28 m/s。
实验：用打点计时器测速度 课件
6．区别打点周期和计时周期： 打点周期：两个相邻的计时点的时间间隔，即交流
电源的周期，一般为0.02 s； 计数周期：两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻 两个计数点之间还有(n－1)个计时点，则计数周期 为T＝0.02n s.
例1 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 后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序 写在空白处．
二、数据处理
(3)A、B、C、D、……各点的瞬时速度分别为
vA
=
x1 +x2 2T
vB
=
x2 +x3 2T
；
vC
=
x3 +x4 2T
；
vD
=
x4 +x5 2T
把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.
位置 v/(m·s－1)
ABCDEFG
二、数据处理 2．图象法表示速度 (1)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.
n t 1 0.1 1 4个 T 0.02
(1) 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先接_通___电__源_ 再释__放___纸_(带选填“释放纸带”或“接通电源为”了)充．分利用纸
(2) 每两个计数点间还有_4_个点没有标出．带放，开接纸通带电源，
例2 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. 其的v相时B=（邻间3.6点间2+24间隔.308.）1的为1距00-.21m离0/ss=如.0(本.4图00题所m/计s示算,每v结C=两（果5个.2均0相+2保4邻.30留8.）1的31位测0-2有量m/效点s=0数之.47字间9 m) /s
1-4实验：用打点计时器测速度PPT课件
解析：若不知道电火花计时器的工作原理，就无法选 择工作电源的性质和电压的高低及工作程序；不了解构造， 对各部件无法说出其名称，因此，应该认真阅读电火花计 时器使用说明，了解各部分构造的名称和使用方法．我们 在使用任何新产品之前都应该如此，养成习惯．
答案：交流；220；③②④①
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器， 当电源的频率为50Hz时，振针每隔________s打一个点．现 在用打点计时器测定物体的速度，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________．
(1)电磁打点计时器 ①电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间 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10V以下．当电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s 打一个点．
②电磁打点计时器的构造如图所示． 电磁打点计时器
③工作原理：它是利用电磁感应原理打点计时的一种 仪器．连接低于10V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也 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50Hz时，它每隔 0.02s打一次点，即打出的纸带上相邻两点间的时间间隔为 0.02s.
(2)数据处理
①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
＝
x1＋x2 2T
、
vB
＝
x2＋x3 2T
、
vC
＝
x32＋Tx4、vD＝x42＋Tx5….
把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.
实验：用打点计时器测速度 课件
答案:(1)当交变电流的频率不稳定时,计数点间的时间 Δt 出现
误差。
(2)作 v-t 图象不用坐标纸、尺子,坐标单位选定的不合理,作图
粗糙带来误差。
典题例解
【例 2】 如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一
条纸带。
(1)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
电磁打点计时器
电火花计时器
电磁作用下振针周期性上
下振动打点
6 V 以下交流电源
0.02 s
纸带与限位孔、复写纸的摩
擦,纸带与Leabharlann 针的摩擦脉冲电流经放电针、墨粉纸盘
放电产生电火花打点
220 V 交流电源
0.02 s
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩
擦
结构示
意图
打点
原理
电压
周期
阻力
来源
思考探究
1.电磁打点计时器使用低压交流电源工作,能不能使用直流电
0.1
时间 t/s
速度 v/(m·s-1) 0.220
0.2
0.241
0.3
0.258
0.4
0.280
0.5
0.300
(3)根据表中数据描点得 v-t 图象如图所示,从图象上可以看出
物体速度随时间均匀增大。
答案:见解析
用 v-t 图象研究物体的运动
以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴,在方格纸上建立直角坐标系,
瞬时速度为
m/s,物体运动速度变化的特点
是
。
答案:2.10 相邻两计时点之间的距离随时间逐渐增大,故物体
做加速运动,即速度增大。
5.用图象表示速度
【高中物理】2021年高考用打点计时器测速度物理实验
【高中物理】2021年高考用打点计时器测速度物理实验用打点计时器测速度物理实验一、教学内容：实验：用点定时器测量速度二.教学重点：1.了解错误常识和有效数运算知识2.学会使用打点计时器。
3.能够根据纸带计算物体运动的瞬时速度。
4.用打点计时器测速度物理实验：会用描点法描绘物体的速度?d?d时间图象，并从中获取物理信息。
三、教学难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力。
四、重点难点分析：(一)误差和有效数字1.错误测量值与真实值的差异叫做误差。
误差可分为系统误差和偶然误差两种。
（1）系统误差的特点是，当同一个实验重复多次时，误差总是相同的大小。
系统误差具有一定的方向性，因此在查明其原因后，可以采取适当的措施来减少或消除系统误差。
(2)偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。
减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。
这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。
2.重要数字带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。
（1）有效数字指的是近似数字。
(2)只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。
对于测量仪器直接测量的结果，在读取仪器最小刻度的值（可靠数字）后，通常需要向下读取一位（不可靠数字），而不受有效数字的数量限制。
间接测量的有效数字运算不作特别要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。
从仪器中读出的值通常由一位数字估计，误差或多或少。
例如，如果仪表尺的最小刻度为毫米（0.001M），则使用仪表尺测量的长度可以读取到十分之一毫米（0.0001m）。
嫌疑人读取的数字为0010.0米。
因此，相关人员可以读取该数字。
该数字被称为0010.0 M。
由于0.0001m位存在疑问，因此不再需要估计其后面每个数字的读数。
我们将可靠数字和最后一个可疑数字一起记录，统称为有效数字。
(二)打点计时器原理及使用1.电磁计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
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2021年高考物理专题复习：用打点计时器测速度一、选择题1.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利用的是电火花和墨粉A.①②B.③④C.①③D.②④2.(多选)打点计时器是记录做直线运动的物体的位置和时间的仪器,当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,这些点迹()A.记录了物体运动的时间B.记录了物体在不同时刻的位置C.在纸带上的分布情况反映了物体的形状D.在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况3.(多选)使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计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B.使用打点计时器时应先拉动纸带,再接通电源C.使用打点计时器时,拉动纸带的方向应与限位孔平行D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源4.在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如图所示,要求测出D点的瞬时速度。
本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是()A.vD =AFΔt1,Δt1=0.10 s B.vD=BEΔt2,Δt2=0.06 sC.vD =CEΔt3,Δt3=0.10 s D.vD=CEΔt4,Δt4=0.04 s5.(多选)利用速度传感器与计算机结合,可以自动作出物体运动的图像。
某同学在一次实验中得到的运动小车的速度-时间图像如图所示,以下说法正确的是()A.小车先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动B.小车运动的最大速度约为0.8 m/sC.小车前10 s朝正方向运动,10 s后朝负方向运动D.小车做曲线运动6.某同学在操场上向正北方向运动了30 m,接着转向正东方向运动了40 m。
整个过程中,该同学的位移大小和路程分别为()A.70 m,70 mB.50 m,120 mC.50 m,70 mD.50 m,50 m7. (多选)在做“用打点计时器测速度”实验时,下列说法正确的是()A.使用电磁打点计时器和电火花计时器都应先接通电源,再释放纸带B.停电后也可换用直流电来做C.释放小车时小车应在靠近打点计时器处D.计数点必须从纸带上打的第一个点开始选取8.在实验过程中使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是圆点,而是一些短线,这可能是因为()A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.振针到复写纸的距离太大D.振针到复写纸的距离太小二、非选择题9.在做“探究小车速度随时间变化”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、G等7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,打点计时器接周期为T=0.02 s的交流电源。
经过测量得:d1=3.62 cm,d2=8.00cm,d3=13.20 cm,d4=19.19 cm,d5=25.99 cm,d6=33.61 cm。
=m/s(保留两位有效数字)。
(1)计算打下F点时的速度vF(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=60 Hz,而做实验的同学并不知道,那么速度的测量值与实际值相比(选填:偏大、偏小或不变)。
10.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,得到了一条纸带,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点,相邻计数点间的距离如图甲所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔均为0.10 s。
图甲(1)试根据纸带上计数点间的距离,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表中(要求保留三位有效数字)。
位置 B C D E Fv/(m/s)(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并在图乙中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
图乙11.学校进行乒乓球比赛,某同学拍摄比赛照片,洗出后发现照片上的乒乓球不是圆形的,而是有了一段“尾巴”,经测量和计算,可知乒乓球连“尾巴”在内共长14.4 cm 。
已知乒乓球直径为4 cm,照相机曝光时间是160 s,可知乒乓球在这160 s 内发生的位移是 m,乒乓球飞过镜头时的速度为 m/s 。
12.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,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt 1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt 2=0.11 s,已知遮光板的宽度为3.0 cm,则滑块通过第一个光电门和第二个光电门的速度大小分别为 、 。
13.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,用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示,则:x AC=mm,x AD=mm。
那么由此可以算出纸带在A、C间的平均速度为m/s,纸带在A、D间的平均速度为m/s,B点的瞬时速度更接近于m/s。
14.如图甲是用小车拖动,用打点计时器打出的一条纸带,A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点。
相邻计数点间的时间间隔为0.1 s。
试求:甲(1)打点计时器打下B点时小车的瞬时速度的大小;(2)在图乙中作出速度-时间图像,并说明小车速度变化的特点。
乙参考答案二、非选择题1.A电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源,且频率都为50 Hz;电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉,电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸。
综上可知①②正确,故选A。
2.ABD打点计时器打出的纸带不仅记录了与纸带相连的物体运动的时间、不同时刻所处的位置,还可以通过纸带上所打点的情况分析出物体的运动情况,A、B、D正确;物体的形状无法从纸带上反映出来,C错误。
3.CD电磁打点计时器使用复写纸,电火花计时器不用复写纸,故A错;无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,实验时都应当先接通电源,再拉动纸带,故B错;为减小摩擦,拉动纸带的方向应当与限位孔平行,故C正确;打点计时器不能长时间连续工作,故D正确。
4.AB由v-t图像可以看出,小车的速度先增加后减小,最大速度约为0.8 m/s,故A、B正确;小车的速度先增大后减小,一直朝正方向运动,故C错误;图线弯曲表明小车速度变化不均匀,不表示小车做曲线运动,故D错误。
5.D求D点的瞬时速度,最准确的应是包含该点的最短的一段间隔中的平均速度。
题中间隔CE最短,选项A、B错误;选项C中时间间隔数据错误,CE对应的时间间隔应为0.04 s,选项D正确,C错误。
6.C位移的大小等于首末位置的距离,大小为x=√302+402 m=50 m,路程等于运动轨迹的长度,为s=30 m+40 m=70 m,故C正确。
7.AC打点计时器使用的是交流电源,故B错误;选择计数时要选点迹清晰的点,不一定必须从纸带上第一个点选取,故D错误。
8.D使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是圆点,而是一些短线,是由于振针与复写纸接触时间过长造成的,可能是振针到复写纸的距离太小,也可能是电源电压过高,故选D。
二、非选择题9.答案(1)0.72(2)偏小解析(1)每相邻两个计数点间还有4个点,图中没有画出,所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=5T=0.1 s,打下F点时的速度v F=x EG2t =d6-d410T,解得:vF=0.72 m/s。
(2)如果在某次实验中,交流电的频率是60 Hz,f>50 Hz,那么T=0.02 s比实际打点周期大,由速度v F=x EG2t =d6-d410T可知测量的速度值与真实的速度值相比偏小。
10.答案见解析解析(1)B点对应的速度v B=(3.62+4.38)×10-22×0.1m/s=0.400 m/s,C点对应的速度vC =(4.38+5.20)×10-22×0.1m/s=0.479 m/s,D点对应的速度vD =(5.20+5.99)×10-22×0.1m/s=0.560 m/s,E点对应的速度vE =(5.99+6.80)×10-22×0.1m/s=0.640 m/s,F点对应的速度vF =(6.80+7.62)×10-22×0.1m/s=0.721 m/s。
(2)将计算出的各点速度描在坐标系上,并将各点用平滑的线连接起来,如图所示。
11.答案0.104 6.24解析乒乓球在160s内发生的位移Δx=14.4 cm-4 cm=10.4 cm=0.104 m,飞过镜头时的速度v=ΔxΔt =0.104160m/s=6.24 m/s。
12.答案0.10 m/s0.27 m/s解析由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示。
经过第一个光电门的速度v1=dΔt1=3.0×10-20.29m/s≈0.10 m/s,经过第二个光电门的速度v2=dΔt2=3.0×10-20.11m/s≈0.27 m/s。
13.答案14.025.00.350.420.35解析x AC=14.0 mm,A、C间的平均速度为x AC2T =14.0×10-32×0.02m/s=0.35 m/s;xAD=25.0 mm,A、D间的平均速度为x AD3T =25.0×10-33×0.02m/s≈0.42 m/s。
对描述B点的瞬时速度来说,AC段所取的位移较小,更接近B点的真实速度,即B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s。
14.答案(1) 0.26 m/s(2)见解析解析(1)v B=x AC2T =52.0×10-32×0.1m/s=0.26 m/s。
(2)vC =x BD2T=(84.0-24.0)×10-32×0.1m/s=0.30 m/s,v D =x CE2T=(120.0-52.0)×10-32×0.1m/s=0.34 m/s,速度-时间图像如图所示。
小车速度均匀增大。