2018高中物理第一章运动的描述1.4实验：用打点计时器测速度学案新人教版必修1.doc

实验：用打点计时器测速度一、考点突破此部分内容在高考物理中的要求如下：知识点考纲要求题型分值实验：用打点计时器测速度正确使用电火花计时器或电磁打点计时器实验题45分二、重难点提示重点：对纸带的分析，求速度。难点：打点计时器打点计时原理。1. 对打点计时器的认识：电磁打点计时器电火花计时器结构原理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打一个点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。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。工作电压6 V以下低压交流220 V交流阻力与纸带有接触，阻力大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2. 实验步骤： 把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。打点计时器接交流电源。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。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n1个，则纸带的运动时间t0.02（n1）s。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。 利用公式v=x/t计算出纸带在这段时间内的平均速度。根据vx/t计算出0，1，2，,5各点附近的平均速度，把它当做计时器打下这些点时的瞬时速度，并记入下表中，点作为计时起点，t，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况。手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置012345时刻（t/s）00.10.20.30.40.5瞬时速度（v/ms1）例题1 电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压是_V，当电源频率是50 Hz时，它每隔_s打一次点。使用打点计时器时，纸带应穿过_，复写纸应套在_上，并要放在纸带的_面；应把_电源用导线接在_上；打点时应先_，再让纸带运动。思路分析：电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于10 V低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上的两个点之间的时间间隔为交流电的周期，使用打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，打点时要先接通电源再让纸带运动。答案：交流 46 0.02 限位孔 定位轴 上 交流 接线柱 接通电源例题2 打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带，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，B点的瞬时速度更接近于_m/s。思路分析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s，AC间的距离为14mm=0.014m，AD间的距离为25mm=0.025m，由公式得：，B点的瞬时速度更接近于0.35m/s。答案：0.35m/s 0.42m/s 0.35m/s 【方法提炼】用图象表示速度以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据用打点计时器测出的各时刻的瞬时速度值，用描点法在坐标系中描出各个点，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，描述速度v与时间t关系的图象，叫做速度时间图象或vt图象。匀速直线运动图象三要点：匀速直线运动的图象是一条平行于t 轴的直线。匀速直线运动的速度大小和方向都不随时间变化，其vt图象如图所示。从匀速直线运动的vt图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移，据位移公式x=vt，在速度图象中就对应着边长分别为v和t的一块矩形面积（图中画斜线的部分）。从vt图上可以直观地看出速度随时间的变化情况。例题：在研究物体做变速直线运动的实验中，根据实验数据算出了物体在各不同时刻的瞬时速度如下表所示。画出物体的vt图象。若0到1两测量点间距离x=5.6 cm,试求出t=0.06 s时的瞬时速度。测量点序号012345对应时刻（t/s）00.10.20.30.40.5瞬时速度（cm/s）44.062.081.0100.0110.0168.0思路分析：采用描点法作出vt图象；用0到1间的平均速度代替t=0.06 s时的瞬时速度。答案：（1）如图所示 56 cm/s4