三、用打点计时器测量瞬时速度

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图5
根据小球的频闪照片提供的信息在图6中作出小球的v-t图象,并由图象 确定第一次曝光时小球的速度.
图6
解析答案
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123
达标检测
1.练习使用打点计时器时,接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动,
这ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ项操作的先后顺序是( B )
A.先释放纸带,后接通电源 B.先接通电源,后释放纸带
C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以
答案
2.电磁打点计时器(如图1所示)
图1 (1)工作电压: 6 V 以下的交流电源; (2)原理:接通交流电源后,在线圈和永久磁铁的作用下, 振片 便振动起 来,带动其上的 振针 上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸 在纸带上留下一行小点.
答案
3.电火花计时器(如图2所示)
图2 (1)工作电压: 220 V交流电源; (2)原理:当接通电源、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,于是在运动的纸带上就打出一 行点迹.
答案 左端
图4
(2)相邻计数点间的时间间隔是多少?
解析 由交流电源频率为50 Hz知,相邻计时点间的时间间隔为0.02 s,
每5个点取一个计数点,则计数点间的时间间隔Δt=5T=0.1 s.
答案 0.1 s
解析答案
(3)BD段对应的平均速度是多大? 解析 由纸带可知xBD=(49.60-12.38) cm=0.3722 m. tBD=2Δt=0.2 s 由平均速度公式得 v =xtBBDD=0.307.22 2 m/s=1.861 m/s. 答案 1.861 m/s (4)打C点时瞬时速度的大小?
答案
2.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
米刻度尺测量如图3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.
图3
解析答案
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一、打点计时器的应用原理及操作
典例精析
例1 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接通电源,再拉动纸带 C.使用打点计时器拉动纸带时,拉动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
解析 C点瞬时速度近似等于BD段的平均 图4
速度,故vC=1.861 m/s. 答案 1.861 m/s
总结提升
解析答案
针对训练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5所示是采用每秒闪光10次的相机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.
第一章 运动的描述
4 实验:用打点计时器测速度
学习目标
1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理. 2.学会使用打点计时器. 3.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度. 4.理解速度随时间变化的图象的意义,掌握描点法画图象的方法,并 能根据图象分析物体的运动.
知识探究 典例精析 达标检测
解析答案
二、瞬时速度的计算和速度图象的画法
例2 在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初速度为零的直线 运动的某次实验中,纸带的记录如图4所示,图中前几个点模糊,因此 从A点开始每5个点取一个计数点,试根据纸带求解以下问题:
图4
(1)纸带的哪一端与物体相连?
解析 由物体的初速度为零,
可判断纸带左端与物体相连.
归纳总结
解析答案
针对训练1 (多选)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(ABD) A.点迹记录了物体运动的时间 B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 解析 打点计时器每隔一定的时间打下一个点,因而点迹记录了物体运动 的时间,也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移;纸带上点 迹的分布情况反映了物体的运动情况,而不能反映物体的质量和形状.
一、了解打点计时器
知识探究
1.打点计时器的作用及分类 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, 它每隔 0.02 s 打一次点.打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的 时间及在一段时间内的 位移 .这就为研究物体的运动提供了可能,供高 中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和 电火花 计时器两种.
答案
4.两种计时器误差比较 电火花 计时器使用中对纸带运动阻力极小,因而系统误差较小.
答案
二、练习使用打点计时器
1.把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带. 2.把打点计时器的两个接线柱接到 交流 电源上(电磁打点计时器接6 V 以下低压交流电,电火花计时器接220 V交流电). 3.先接通电源开关,再用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随 后立即关闭电源. 4.取下纸带,从能够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n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt= (n-1) ×0.02 s .
解析 开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后释放纸带,如果
先放开纸带,再接通打点计时器的电源,会导致物体运动较快,不利于
数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差;同时先打点再释放纸带,
可以使打点稳定,提高纸带利用率,可以使纸带上打满点,A、C、D错
误;B正确.
解析答案
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2.你左手拿一块表,右手拿一支笔,当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带, 使纸带在你的笔下向前移动时,每隔1 s用笔在纸带上点下一个点,这就 做成了一台“打点计时器”.如果在纸带上点下了10个点,则在打下的这 些点的过程中,纸带的运动时间是( B )
答案
5.用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx. 6.利用公式 v=ΔΔxt计算出纸带在这段时间内的平均速度.
三、用打点计时器测量瞬时速度
1.既然打点计时器打出的纸带既记录了物体的运动时间,又记录了这段 时间内物体的位移,那我们能不能借助打点计时器和纸带测量物体运动 的平均速度呢?能不能测量物体运动的瞬时速度呢?
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