高一物理-打点计时器测速度

一、两种打点计时器电磁打点计时器电火花计时器1、电磁打点计时器（1）原理（2）构造（3）工作电压：交流6V以下2、电火花计时器（1）构造：（2）原理：脉冲电流放电针、墨粉纸盘放电（3）工作电压：220V尖端放电电火花计时器电磁打点计时器工作电压交流电源以下交流电源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记录信息位置、时刻或位移、时间220V6V0.02s0.02s3、两种打点计时器的比较•4、打点计时器的作用•（1）测时间•(电源频率50Hz，每隔___秒打一个点)•（2）测位移•（3）研究纸带→研究物体运动1、操作步骤（1）固定计时器（2）穿纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源2、纸带的简单处理——测平均速度（1）需测量的量：（2）关系式：二、练习使用打点计时器疏密与速度的关系DFDDFF如何测出E点的瞬时速度？原则：准确性可行性三、测瞬时速度一、打点计时器的使用1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上．2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面．3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．4．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，则用Δt＝0.02×(n－1)s计算出纸带的运动时间Δt.5．用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δx，利用公式v＝ΔxΔt计算纸带在这段时间内的平均速度．把测量和计算的结果填入表中．二、数据处理1．用打点计时器测量瞬时速度(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带．(2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s．在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”，如图1－4－1所示．图1－4－1依次测出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…(3)A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T、vD＝x4＋x52T…三、误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身会带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．2．若采用分段测量计数点间的位移x，会使测量误差增大．减小此误差的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．四、注意事项1．如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02s.2．使用打点计时器打点时，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．5．为了减小实验误差，计数点要每隔T＝0.1s选一个，即每隔四个点取一个计数点，而计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间．即v＝xn＋xn＋12T.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．7．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．数据读取在“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50Hz，记录小车运动的纸带如图1－4－3所示，在纸带上选择0、1、2、3、4、5的6个计数点，相邻两计数点之间还有四个点未画出，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，由图可以读出三个计数点1、3、5跟0点的距离并填入表格中．图1－4－3距离d1d2d3测量值/cm计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v2＝_______m/s.【解析】d1＝1.20cm，d2＝5.40cm，d3＝12.00cm每两个相邻计数点间的时间间隔T＝0.10s，v2＝x132T＝5.40－1.200.10×2cm/s＝21.0cm/s＝0.21m/s【答案】0.21距离d1d2d3测量值/cm1.205.4012.00根据实验数据作图如图1－4－4所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度—时间图象．图1－4－4【解析】1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度，即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.故v1＝x022T＝3.9×10－22×0.1m/s＝0.195m/sv2＝x132T＝9.0×10－2－1.0×10－22×0.1m/s＝0.40m/s【解析】1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度，即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s.故v1＝x022T＝3.9×10－22×0.1m/s＝0.195m/sv2＝x132T＝9.0×10－2－1.0×10－22×0.1m/s＝0.40m/s同理v3＝0.61m/s，v4＝0.69m/s，v5＝0.70m/s.以O点为坐标原点，横坐标表示时间，纵坐标表示速度，建立直角坐标系．根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度—时间图象如图所示．【答案】见解析1．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6V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1．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6V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【解析】电磁打点计时器使用交流电源，A错．使用打点计时器时应先接通电源，后让物体运动，B错．打点的时间间隔T＝1f，f是电源频率，与电源的电压高低无关，所以C正确，D错误．【答案】C2．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动()【解析】在相同的时间内发生的位移相同，物体做匀速直线运动，而打点计时器每隔一定时间打一个点，时间相同，若做匀速直线运动，其点与点之间的间隔应相同，由此可知B正确．【答案】B2．如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动()【解析】在相同的时间内发生的位移相同，物体做匀速直线运动，而打点计时器每隔一定时间打一个点，时间相同，若做匀速直线运动，其点与点之间的间隔应相同，由此可知B正确．【答案】B【课堂训练】1.对纸带上的点迹说法正确的是？A.点迹记录了物体运动的时间。B.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C.点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。D.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移(ABD)再见