1、第3课时 实验：用打点计时器测速度,研究学考明确要求,1打点计时器的作用及分类打点计时器是一种使用_(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔_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_，供高中学生实验用的计时器有_打点计时器和_计时器两种。,知识点一 了解并练习使用打点计时器,基 础 梳 理,交流,0.02 s,位移,电磁,电火花,2电磁打点计时器(1)工作电压：_以下的_(填“交流”或“直流”)电源；(2)原理：接通交流电源后，_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。 3电火花计时器(1)工作电压：_
2、V_(填“交流”或“直流”)电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器产生_，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。,6 V,交流,振针,220,交流,火花放电,4两种计时器误差比较_计时器使用中对纸带运动阻力较小，因而系统误差较小。思考 打点计时器打点时，打点计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种打点计时器做实验时，实验误差更小呢？答案 因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运动带来的阻力很小，使系统误差更小。,电火花,1如图1所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用_(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是5
3、0 Hz时，每隔_ s打一次点。其工作时的基本步骤如下：,即 学 即 练,A当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源 B将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座 C将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是_。(按顺序填写步骤编号) 解析 电火花计时器的工作电压是220 V交流电，频率为50 Hz时，打点时间间隔为0.02 s，工作时，应先接通电源后释放纸带，并且打完纸带后应立即关闭电源，所以正确的顺序是CBDA。 答案 交流 0.02 CBDA,1实验步骤(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
4、流电源上(电磁打点计时器接6 V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，纸带上就打下一行小点，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(n1)个，则纸带的运动时间t(n1)0.02 s。,知识点二 用打点计时器测平均速度和瞬时速度,基 础 梳 理,(n1)0.02 s,把数据填入下表，根据数据判断纸带运动速度的变化情况。2注意,【例1】 某次实验打点计时器使用的交流电的频率为50 Hz，纸带的记录如图4所示，图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五
5、个点取一个计数点：,典 例 精 析,(1)推测纸带的运动是加速运动还是减速运动？ _。 (2)在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动平均速度是_。 (3)B点的瞬时速度为_。 解析 (1)从A点开始各相邻计数点间的时间间隔为t0.025 s0.1 s，每隔0.1 s纸带运动的位移分别是x12.15 cm、x22.89 cm、x33.74 cm、x44.32 cm、x55.15 cm，说明纸带做加速运动。,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5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：,即
6、学 即 练,(1)纸带的哪一端与物体相连？ (2)相邻计数点间的时间间隔是多少？ (3)BD段对应的平均速度是多大？ (4)打C点时瞬时速度的大小？ 解析 (1)由物体的初速度为零，可判断纸带左端与物体相连。 (2)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t5T0.1 s。,1vt图象用横轴表示时间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，即可得到vt图象。根据图象形状判断物体的运动状态。 2vt图象的意义vt图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动
7、的轨迹。,知识点三 由图象表示速度,基 础 梳 理,3匀速直线运动的vt图象匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直线，如图6所示，直线a，b分别表示va4 m/s，vb8 m/s。,4图象法是处理实验数据的常用方法之一。运用图象法处理数据有许多优点，例如，能比较直观地表达物理规律，能够减小偶然误差对实验结果的影响，能够较方便地获得某些未测量或无法直接测量的物理量。思考 如图7所示是某质点做直线运动的vt图象，试回答：(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？(2)质点在5 s末的速度多大？,解析 (1)根据题中vt图象可知在AB段速度随时间不断增加，所以AB段表示质点做加速运动；在BC段速
8、度不随时间而变化，所以BC段表示质点做匀速运动；在CD段速度随时间不断减少，所以CD段表示质点做减速运动。 (2)质点在5 s末的速度由题中vt图象可知是15 m/s。 答案 (1)AB段表示质点做加速运动；BC段表示质点做匀速运动；CD段表示质点做减速运动。 (2)15 m/s,【例2】 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源的频率为50 Hz，记录小车运动的一段纸带如图8所示，在纸带上选择A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两个计数点之间还有四个点未画出。,典 例 精 析,(1)由纸带提供的数据求出打C、E点时小车的速度并填入下表：(2)根据上表中的数据，在下图中作出小车运动的vt图象。,3如图9所示是用小车拖动、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：,即 学 即 练,(1)打点计时器打下B点时小车的瞬时速度； (2)在下图中作出小车的速度时间图象。,
