《高中物理 专题1.4 实验 用打点计时器测速度学案 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 专题1.4 实验 用打点计时器测速度学案 新人教版必修1（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题1.4 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和电火花打点 计时器的基本构成，理解打点计时器的计时工作原理2.经历使用打点计时器的过程，能正确，熟练地使用打点计时器3.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度4.能运用实验数据描绘v-t图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点【自主学习】1电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6_V以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02_s打一个点，通电前把纸带穿过限位孔，再把套
2、在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，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如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移2电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小3用打点计时器测量瞬时速度时是利用了平均速度的公式v，当t或x较小时，用这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度4速度时间图象(vt图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象.一、练习使用打点计时器1实验步骤：(1)把电磁打点计
3、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6 V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(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.(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离x.(6)利用公式v计算出纸带在这段时间内的平均速度2误差分析：(1)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(2)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集(3)打点计
4、时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源(4)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测量点O之间的距离)读数时应估读到毫米的下一位3数据处理：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1所示，依次测出O到A、A到B、B到C、之间的距离x1、x2、x3、.打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D、各点的瞬时速度分别为：vA、vB、vC、vD、.把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.位置ABCDEF(xnxn1)/mv/(m/s)问题：在使用打点计时器时，纸带上出现下列情
5、况各是什么原因造成的？应如何调节？(1)打点不清晰(不打点)(2)打出的是短线，而不是点【合作探究二】用图象表示速度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，即得到如图所示的vt图象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，它并不是物体运动的轨迹1测匀变速直线运动加速度的实验中，接通电源与让纸带随物体开始运动，这两个操作的时间关系正确的是（ ）A、先接通电源，后释放纸带 B、先释放纸带，后接通电源C、释放纸带的同时接通电源 D、先释放纸带或先接通电源都可以【答案】A【名师点睛】本题考查了打点
6、计时器的具体应用，熟悉打点计时器的使用细节即可正确解答本题对于一些实验操作细节，要通过亲自动手实验，才能体会具体操作细节的含义2 在某高架道路上有段区域限速80km/h为了监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车（在本题中可看作质点）匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为t；经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据根据以上信息，回答下列问题：微型计算机计算汽车速度的表达式v
7、= ；若L=7m，t=0.3s，则照相机将 工作（选填“会”或“不会”）【答案】（1）v=； （2）会【解析】（1）微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式v=；（2）根据v=得：v=m/s80km/h，超速，故照相机会工作。【名师点睛】解答本题要注意，在时间极短的情况下，可以用平均速度代替瞬时速度，难度不大，属于基础题（1）微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度，所以汽车速度的表达式v=；（2）通过计算得出汽车的速度，跟80km/h进行比较，若超速则工作，若不超速，则不工作3 某同学用如图所示装备在“用打点计时器测重力加速度”的实验
8、中，用打点计时器记录了被砝码拉动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示每三个点（T=0.06s）取一个计数点。 所用测量装置及实验数据如图5所示。 则打计数点C、E点对应的速度分别为：vC=_m/s， vE=_m/s。（保留三位有效数字）。【答案】1.41，2.45 ，8.67（8.61或8.75）【解析】小车在C点的瞬时速度的大小vC=1.41m/s，vE=2.45m/s，4如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5
9、、6，量得s1=1.22cm，s2=2.00cm，s3=2.78cm，s4=3.62cm，s5=4.40cm，s6=5.18cm（1）相邻两计数点间的时间间隔为T=s（2）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小V3=m/s【答案】（1）0.1 （2）0.32【名师点睛】本题比较简单，考查了有关纸带处理的基本知识，平时要加强基础实验的实际操作，提高操作技能和数据处理能力5某同学利用打点计时器研究做匀加速直线运动小车的运动情况图示为该同学实验时打出的一条纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔是0.1s 打点计时器打B点时小车的速度vB= m/s；【答案】 0.15【解析】因为每相邻两计数点间还有4个打
10、点，所以相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s利用匀变速直线运动的推论得：vB=0.15 m/s6 在探究小车速度随时间变化的规律的实验中，按照实验进行的先后顺序，将下述步骤的代号填在横线上 。A把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面B把打点计时器固定在木板上没有滑轮的一端，并连好电路C换上新的纸带，再重做两次D把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面E使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动F把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码G断开电源,取出纸带。【答案】DBFAEGC 或 DBAFEGC【名师点睛】注意两点：一是放手前小车应靠近打点计时器；二是先接通电源，后释放小车。
