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高中物理新教材同步必修第一册 第1章 实验专题 练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度.docx
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v=计算纸带上各相邻计数点间的平均速度.2.瞬时速度的测量当Δt较小时,用
v=来表示纸带上这一段中打某点时物体的速度,例如,E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表,即
vE=.(如图1所示)图1三、描绘物体的
v-t图像1.根据
v=计算出在Δx这一段位移内某一点的瞬时速度,将数据填入表中.位置0123456…x/mΔx/mΔt/s
v/(m·s-1)2.建立平面直角坐标系,如图2,根据测量数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这
[学习目标] 1.学会安装和使用打点计时器.2.学会测量纸带、制表及记录数据.3.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.一、打点计时器的使用1.把打点计时器固定在桌子上.2.安装纸带.3.把打点计时器的两个接线柱接到交变电源上(电源频率为50 Hz,电磁打点计时器接8 V低压交变电源,电火花计时器接220 V交变电源).4.启动电源,用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点.随后立即关闭电源.二、平均速度、瞬时速度的测量1.平均速度的测量(1)取纸带上能够看清的某一点为起始点0,后面每5个点取一个计数点,分别用1,2,3…标出这些计数点,则两相邻计数点之间的时间间隔Δt=0.10 s.(2)用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离.(3)计算两相邻计数点间的位移Δx.(4)利用公式


v-t图像.图2四、注意事项1.打点前,应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置. 2.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.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.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,即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离.5.为减小实验误差,1、2、3、4…不一定是连续的计时点,可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点,此时两计数点的时间间隔T=0.1 s.6.计算某计数点的瞬时速度时,一般地Δx、Δt应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间,
vn=.一、打点计时器的应用原理与操作(2019·新乡市高一检测)(1)打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器.电火花计时器是其中的一种,其工作电压是________,电火花计时器靠电火花和墨粉打点,当交变电源的频率为50 Hz时,它每隔________秒打一次点.(2)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤,其中错误的操作是________.A.把打点计时器固定在桌子上,把墨粉纸套在纸盘轴上,让纸带穿过限位孔B.把打点计时器与8 V低压交变电源相连C.用手水平地拉动纸带,然后启动电源D.关闭电源,取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0,用公式
v=计算纸带运动的平均速度答案 (1)时间 位移 220 V 0.02 (2)BC解析 (1)打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器,均使用交变电源,电火花计时器的工作电压是220 V,当交变电源频率为50 Hz时,它每隔0.02 s打一次点.(2)电火花计时器使用220 V交变电源,故B错误;实验时应先启动电源,再拉动纸带,故C错误.二、瞬时速度的计算与速度—时间图像(2019·定远育才学校月考)(1)电磁打点计时器使用的电源是____________(填“交变8
些点连接起来,即得到物体运动的


研究度这七个点和刻,尺标度对应的位置如图3所示.(打点计时器所用电源频率为50 Hz)图3可求出A点到D点的距离是________ cm.(3)由
;验数据可得A点到D点的平均速度是________ m/s实B点的瞬时速度是________m/s.(结
果均保留两位有效数)字答案 (1)交变8 V 0.1 s (2)4.10 (3)0.14 0.13(2019·青岛
市高一期4)如图中所示是一条打点计时器打出的纸带,电源频率为50Hz,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4,各计数点到0的距离如图所示.图出(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表
格.
v1v2v3v4v5数
值/(m·s-1)0.200.610.70(2)在图5直角坐标系中
画0图5答案 (1)0.4出运动物体的速度—时间图像. 0.69 (2)见
解析图解析 (1)由于
相邻两计数点之间还有四个点未画相,所以图中出邻两个计数点之间的时间间隔为0.1 s,则
v2=, m/s=0.40 m/sv4=m/s =0.69 m/s.
V”或“交变220 V”)电源,实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为________ .(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C…七个点进行


格中数据在直角坐标系中描点,然后连线得到v—t图像如图所示.三、利用
光电门测速度如图6所示,当滑
块通过光电门时,光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间,而遮光条的
宽知度d已,且非常.小由于滑块通过光电门短的间Δt非常时内在滑段时间,这块动可以近的运
似看作匀速直线运动,所以可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门
的平均速度,即图==.图6用如v7所示的计时装置可以近
似测出气垫导轨上滑块.瞬的速度时已知固定在滑块
上的遮光条的宽,度为4 mm遮光条经过光电门的遮光0.04 s.时间为图7(1)则滑
块经过光电门位置时的速度大____小为____.(2)为使
更接近瞬时速度,正确的措施_____是___.A.
换用宽度更窄的遮光条B.
换用宽度更宽的遮光条C.
提高测量遮光条宽度的精确度D.使滑
块的释放点更靠近光电.答案 (1)0门1 m/s (2)A解析 (1)
v==m /s=0.1 m/s(2)瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或
经看某一位过时)的速度,当Δt→0时,可置成度体的瞬时速物,Δx越
小,Δt也就越A,小项正确,B项错误;提高测量遮光条宽度的精,度确不能减小Δt,C项错误;使滑
块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门时的速度可能更小,时间
更长,D项错误.
(2)根据(1)表


,了解借助传感器与计算机如图8测速度的原理.所示是用“位移
传感器”测小车统度的示意图速这个系,由在同一直线上且等
高的A、B两个小成组盒,A盒装有红外和线声波发射超,B盒器有装红外线和超声波接收
器.A盒被固定在向右运动的小车上,B盒定在桌面上,测量时A向B固同时发射一个红外
线脉冲和一个即声波脉冲(超持续时间很短的一束外红线和一盒超声波),束B接收到红外线
冲脉时开计始时,接收到超声波脉冲时停止计时,若两者,时间差为t的1气空中声为速
v0,红外线在A与B之间的传播时间可忽略.未(x1问:、x2、Δx知)图8(1)发射红外
线脉冲和超声波脉冲_A与B之间的距离为_时______.(2)经
过短暂行Δ的t时间后,进第二次测量,此次接收两者的时间差为t2,已知小车,则小远离B在
车运动的速度大______小为__.答案 (1)
v0t1 (2)解析 (1)由于红外
的在A与B之间线传播时间可忽略,根据匀速直动线运规律A、B得间的距离为x1=
v0t1.(2)同理可
知:进行第BA、二次测量时,间的距离为x2=,两次0t2v发射超声波脉冲的时间间隔为Δt,即为小
车所用的时间,根据速度的定Δx=x2-运动1x义式可知小车运动的速度大小为
v==.1.(多
,)在“用打选计时器测速度”的实验中点若打点周期0下.为2 s,0说列正确的是()A.先启动电源,后拉动纸带B.先拉动纸带,后启动电源C.电火花计时器使用6 V以下的交变电源D.连续n个计时点间的时间间隔为(n-1)×0.02 s答案 AD解析 使用计时器打点时,应先启动电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带,A法正确,B错误;电火花计时器使用220 V的交变电源,C错误;每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02 s,连续n个计时点间有(n-1)个时间间隔,故时间间隔为(n-1)×0.02 s,D正确.2.用
气垫导轨和数字计时器能更精滑地测量物体的瞬时速度确如图9所示,.块在用引力作牵下先后通过两个
光电门,配套的数字毫了秒记录计遮光条通过光电门1的时间为Δt1=0.29 s,通过
光电2的时间为门Δt2=0.11 s,已知遮光条的宽,则滑3度为0 cm.块通过光电_1的速度为__门_____m/s,通过
光电结2的速度为_______门m/s.(_果均保留两位有效数字)
阅读课本


滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光条
挡光时间内的平均速度表示.经
过光电门1的速度1v==m/s 0.10 m/s≈,经过光电门的速度2v2== m/s≈0.27 m/s.3.图10是用打点计时器测小
车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分,点从0开始按照打点的先后
依为0、1、2、3、4、5、6…次标,现=得0、1间的距离x1=5.18 cm,1、2间的距离x2=4.40 cm,2、3间的距离x3=3.62 cm,3、4间的距离x4在量2.78 cm,4、5间的距离x5=2.00cm,5、6间的距离x6=1.22 cm.(每0.02 s打一次点)图10(1) 在实验中,使用打点计时器时应先________再________(填“释放
纸带”或“启动电源”).(2)根据上面的记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时小
车的速度值位置1并填在表中.2345
v/(m·s-1)(3)根据(2)中表
格,在图11中画出小车的速度-时间图像,并说明小车速度变化的特点.图11答案 (1)启动电源 
释放(2)纸带、(3)见
解析解析 (2)某点的瞬时速度可用
包含位点的一段该移内的平均速度表示,打相邻两计数点的时间间隔Δt=2×0.02 s=0.04 s,则打1点时
:21=≈1.v0 m/s打2点时
:02=≈1.v0 m/s打3点时
:03
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