实验-用打点计时器测速度

...用打点计时器测速度...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（构造和原理）介绍电磁打点计时器...2.电火花计时器（构造和原理）介绍电火花计时器...二、实验原理1．两种打点计时器的对比电火花计时器电磁打点计时器工作电压220V交流电6V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0.02s0.02s记录信息位移和时间结构图示...2．电磁打点计时器的工作原理如图1­4­1所示，当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点。图1­4­1...3．电火花计时器的工作原理电火花计时器是利用电火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带间，当接通220V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，于是在运动的纸带上就打出一列点迹。4．测平均速度、瞬时速度的原理与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，这两点间的时间间隔Δt，则平均速度v＝ΔxΔt。当Δt很短时，可以认为ΔxΔt为t时刻的瞬时速度。...三、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220V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。四、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6V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。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)×0.02s。...5．用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx。6．利用公式v＝ΔxΔt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1­4­2所示，依次测出O到A、A到B、B到C……之间的距离x1、x2、x3……图1­4­2...七、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。5．使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。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。...1.测时间（直接测出，电源频率50Hz，每隔0.02s秒打一个点）。2.测位移（直接测出）。3.测纸带的速度（间接测出），研究物体的运动。打点计时器有什么作用？...二、练习使用打点计时器1.固定打点计时器；2.装好纸带，连接好电源；3.启动电源，拉纸带，打完点后立即关闭电源，取下纸带。...1.打点计时器使用的是交流电。电磁打点计时器用6V以下的低压交流电，电火花计时器使用220V的交流电。2.使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再拉动纸带。3.使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间;使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。...思考：在使用电火花打点计时器时，为什么要用上下两条纸带？1、双层纸上下夹着墨粉纸盘增大摩擦,使纸带运动带动纸盘转动，充份利用各处墨粉；2、减少实验误差。...1.判断物体的运动规律通过研究纸带，间接的反映物体运动情况：1.打出的点越密，则运动越慢；2.若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动。三、纸带处理...2.测平均速度（一段时间或者一段位移的平均速度）（1）要测的量：某段时间，以及对应的位移（2）关系式：txxvtxt...3.计算变速直线运动中某点的瞬时速度OABCDEF根据下面这条纸带，如何求C点的瞬时速度？BDCBDxvtAECAExvt(1)(2)哪种方法求出的更准确？...打点计时器两种计时器电磁打点计时器电火花计时器用打点计时器测量瞬时速度练习使用打点计时器...1.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________，当电源频率是50Hz时，它们每隔________s打一次点。使用电磁打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸要放在纸带的_____面；打点时应先________，稳定后，再让纸带运动。6V以下220V0.02限位孔上接通电源注意两种计时器的区别：(1)工作电压不同；(2)工作原理不同；(3)打点方式不同。...•要点一实验原理和实验操作•[例1](2017·徐州高一检测)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顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。•A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。...B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________，并压在________下面。C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx。D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________。E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。F．利用公式v＝ΔxΔt计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是________。...•解析A项中电磁打点计时器应使用低压交流电源；B项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔，并放于复写纸的下方；D项中纸带上记录的时间Δt＝(n－1)×0.02s。合理的实验步骤为BAEDCF。•答案交流限位孔复写纸(n－1)×0.02sBAEDCF...•要点二纸带的处理•[例2](2016·吉林一中期中)打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺进行测量，如图1所示，则纸带在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1...思路指导解答本题可按照下列思路进行：vAC＝ΔxACΔtAC求出ΔxAC→刻度尺读出注意估读求出ΔtAC→纸带相邻计时点t＝0.02s电源频率是50Hz...解析A、C间的位移ΔxAC＝1.40cm，A、C间的时间间隔ΔtAC＝0.04s，所以A、C间的平均速度vAC＝ΔxACΔtAC＝0.35m/s。A、D间的位移ΔxAD＝2.50cm，A、D间的时间间隔ΔtAD＝0.06s，所以A、D间的平均速度vAD＝ΔxADΔtAD≈0.42m/s。A、C两点比A、D两点更接近B点，所以B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度0.35m/s。答案0.350.420.35...用v＝ΔxΔt近似代替瞬时速度的条件是Δt足够小，因此利用它求某一点的瞬时速度时，应尽可能靠近该点取数据，这样求出的数值才可能更接近该点的瞬时速度。...•要点三数据的处理、v－t图象•[例3]如图2所示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…现在量得0、1间的距离x1＝5.18cm,1、2间的距离x2＝4.40cm,2、3间的距离x3＝3.62cm,3、4间的距离x4＝2.78cm,4、5间的距离x5＝2.00cm,5、6间的距离x6＝1.22cm(频率为50Hz)。图2...•(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(保留两位小数)并填在下表中。•(2)根据(1)中表格，在图3中画出小车的速度图象。位置12345v/(m·s－1)图3...解析(1)某点的瞬时速度可用以该点为中间时刻的一段时间内的平均速度表示打1点时：v1＝x1＋x22Δt≈1.20m/s，打2点时：v2＝x2＋x32Δt≈1.00m/s，打3点时：v3＝x3＋x42Δt≈0.80m/s，打4点时：v4＝x4＋x52Δt≈0.60m/s，打5点时：v5＝x5＋x62Δt≈0.40m/s，...将数值填入表格中位置12345v/(m·s－1)1.201.000.800.600.40(2)描点并连线得小车的速度－时间图象。答案见解析...物理必修1第一章运动的描述网络构建专题突破体验高考章末自测2．(广东理综)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50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。...物理必修1第一章运动的描述网络构建专题突破体验高考章末自测解析：(1)打点计时器频率为50Hz，周期T＝1f＝0.02s，故打相邻两点的时间间隔为0.02s；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s，由图读出x＝7.0mm＝0.70cm.C点对应速度vC＝xBC＋xCD2T＝0.90＋1.102×0.1cm/s＝10cm/s＝0.100m/s。答案：(1)0.02s(2)0.70cm(读数在0.68～0.72cm之间均可)0.100m/s...1．(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很短时间，打点之后要立即关闭电源...解析：选BCD电磁打点计时器需要使用复写纸，电火花计时器不需要用复写纸，选项A错误；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，选项B正确；为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，选项C正确；打点计时器不能长时间连续工作，打点完毕后应立即关闭电源，选项D正确。...解析：选B匀速直线运动中相等位移所用的时间相等。通过题意打点计时器打出的点与点之间的时间都相同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动。2．如图1­4­6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()图1­4­6...4．图1­4­8是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带。图1­4­8(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________。(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出，从图中读出A、B两点间距s＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)。...解析：毫米刻度尺应估读到0.1mm，故AB间的距离为1.70cm－1.00cm＝0.70cm，vC＝BD2T＝2.00×10－22×0.1m/s＝0.100m/s。答案：(1)0.02s(2)0.70cm(0.68cm～0.72cm即可)0．100m/s...5．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1­4­9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