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1、理解教材新知把握热点考向应用创新演练第4 节实 验： 用打 点计 时器 测速 度考向一考向二第 一 章运 动 的 描 述考向三返回返回返回返回一、实验目的(1)了解打点计时器的结构、原理及使用方法。(2)学会用打点计时器测量物体的速度。(3)能利用v-t图象分析实验数据，描述物体的运动。返回二、实验原理(1)打点计时器的原理及使用：电电火花计时计时 器电电磁打点计时计时 器结结构图图示工作电压电压220 V交流电电6 V交流电电返回电电火花计时计时 器电电磁打点计时计时 器打点方式周期性产产生电电火花振针针周期性上下振动动打点周期0.02 s0.02 s记录记录 信息位移、时间时间返回返回三、
2、实验器材打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。四、实验过程1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6 V的低压交流电源上。返回返回(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141所示，依次测出O到A、A到B、B到C之间的距离x1、x2、x3图141返回位置ABCDEF(xnxn1)/ mv/(ms1)返回(2)利用v-t图象分析物体的运动：v-t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
3、描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图142所示的v-t图象。v-t图象的意义。v-t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。图142返回五、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。返回(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
4、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。(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测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。返回六、误差分析(1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度造成系统误差。为减小此种误差，应取以计数点为中心的较小位移x来求平均速度。(2)测量计数点间的位移x带来误差。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。返回(3)计数点间的时间t搞错。几个计数点间的时间间隔为t(n1)0.02 s，而非tn0.02 s。(
5、4)作v-t图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差。返回七、它案设计(常用测速度的方法)除用打点计时器测速度外，还可用以下的方法进行测量：1借助传感器用计算机测速度图143是一种运动传感器的原理，这个系统由A、B两个小盒子组成，将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上，接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与传感器A等高。小车上A盒发射器对着接收器B，并处在同一直线上。将接收传感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数返回图143返回2利用光电门测瞬时速度实验装置如图144所示，使一辆小车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有光电门，其中A管发出光线，B管接收光线。当固定在
6、车上的遮光板通过光电门时，光线被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电图144返回返回3利用频闪照相分析计算物体的速度频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法。在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1 s闪光一次，即每秒闪光10次。当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置。通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。返回图145中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s，这样便记录了物体运动的时间。物体运动的
7、位移则可以用尺子量出。图145返回与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率，而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹。因此，运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位移信息。至于求平均速度和瞬时速度的方法，两者都是一样的。返回返回例1 电磁打点计时器是一种使用_电源的计时仪器，它的工作电压为_V以下，当电源频率为50 Hz时，每隔_s打一个点；使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过_，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的_面；打点时应先_，再让纸带运动。返回解析 电磁打点计时器需要使用6 V以下的低压交流电源，它每隔一个周期打一个
8、点，因此纸带上相邻两个点之间的时间间隔为一个周期；使用电磁打点计时器时，纸带应穿过两个限位孔，复写纸套在定位轴上，纸带要放在复写纸的下面；打点时应先接通电源，再让纸带运动。答案 交流 6 0.02 两个限位孔 上 接通电源返回例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，用毫米刻度尺测量的情况如图146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。图146返回答案 0.35 0.42 0.35返回例3 如图147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7个计数点，每相邻两个计数点之间还有4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147返回返回同理,v30.61 m/s，v40.69 m/s，v50.70 m/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”返回
