《（通用）高考物理總復(fù)習(xí) 主題一 機械運動與物理模型 1.1.4實驗：用打點計時器測速度課件 新人教》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用）高考物理總復(fù)習(xí) 主題一 機械運動與物理模型 1.1.4實驗：用打點計時器測速度課件 新人教（33頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、1.1.4實驗：用打點計時器測速度實驗：用打點計時器測速度一、實驗?zāi)康囊?、實驗?zāi)康?.了解打點計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法了解打點計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法2.學(xué)會用打點計時器測量物體的速度學(xué)會用打點計時器測量物體的速度3.能利用能利用vt圖象分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動。圖象分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動。二、實驗原理二、實驗原理1.兩種打點計時器的比較兩種打點計時器的比較電磁打點計時器電磁打點計時器電火花計時器電火花計時器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖示意圖打點原理打點原理電磁作用下振針上下電磁作用下振針上下周期性振動打點周期性振動打點脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸放電打點盤到

2、紙盤軸放電打點工作電壓工作電壓6 V以下交流電源以下交流電源220 V交流電源交流電源打點周期打點周期0.02 s0.02 s阻力來源阻力來源紙帶與限位孔、復(fù)紙帶與限位孔、復(fù)寫紙的摩擦，紙帶寫紙的摩擦，紙帶與振針的摩擦與振針的摩擦紙帶與限位孔、墨粉紙盤紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，比前者小的摩擦，比前者小功能功能功能相同，都是計時儀器功能相同，都是計時儀器2.測平均速度、瞬時速度的原理測平均速度、瞬時速度的原理三、實驗器材三、實驗器材電磁打點計時器電磁打點計時器(或電火花計時器或電火花計時器)、學(xué)生電源、學(xué)生電源(電火花計時電火花計時器使用器使用220 V交流電源交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫

3、紙、導(dǎo)線、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙等。坐標(biāo)紙等。 四、實驗過程四、實驗過程1.實驗步驟實驗步驟(1)把電磁打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)把電磁打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。(2)把電磁打點計時器的兩上接線柱接到把電磁打點計時器的兩上接線柱接到6 V的低壓交流電源上。的低壓交流電源上。(3)接通電源開關(guān)，用手水平拉動紙帶，使它在水平方向上運接通電源開關(guān)，用手水平拉動紙帶，使它在水平方向上運動，紙帶上就打下一系列點。隨后關(guān)閉電源。動，紙帶上就打下一系列點。隨后關(guān)閉電源。(4)重復(fù)步驟重復(fù)步

4、驟(2)、(3)，獲得，獲得35條紙帶。條紙帶。(5)選擇一條點跡清晰便于分析的紙帶，舍去前面密集的點，選擇一條點跡清晰便于分析的紙帶，舍去前面密集的點，找一清晰的點作為第找一清晰的點作為第1個點，往后數(shù)個點，往后數(shù)n個點，個點，n個點之間的間隔個點之間的間隔數(shù)為數(shù)為(n1)，紙帶從打第，紙帶從打第1個點到打第個點到打第n個點的運動時間個點的運動時間t0.02(n1) s。(6)用刻度尺測量出第用刻度尺測量出第1個點到第個點到第n個點間的距離個點間的距離x。 2.數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 記錄項記錄項實驗次數(shù)實驗次數(shù)點數(shù)點數(shù)n點劃分出點劃分出的的間隔數(shù)間隔數(shù)n1運動運動時間時間t/s位移位移x/m平均

5、速度平均速度v/(ms1)1 2 (2)用打點計時器測量瞬時速度用打點計時器測量瞬時速度選取一條點跡清晰便于分析的紙帶。選取一條點跡清晰便于分析的紙帶。從能夠看清的某個點開始，每隔四個點取一個計數(shù)點，每兩從能夠看清的某個點開始，每隔四個點取一個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間的時間間隔個計數(shù)點間的時間間隔T50.02 s0.1 s。在紙帶上用。在紙帶上用O、A、B、C、D標(biāo)出這些標(biāo)出這些“計數(shù)點計數(shù)點”，如圖所示。，如圖所示。(3)用用vt圖象描述物體的圖象描述物體的運動運動以速度以速度v為縱軸，時間為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)不同時刻的瞬時速度值，在坐標(biāo)系中描點。根據(jù)

6、不同時刻的瞬時速度值，在坐標(biāo)系中描點。用平滑曲線把這些點連接起來，即得到用平滑曲線把這些點連接起來，即得到vt圖象。圖象。五、誤差分析五、誤差分析1.利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度自身帶來系統(tǒng)誤差。為利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度自身帶來系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點為中心的較小位移減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點為中心的較小位移x來求平均速度。來求平均速度。2.測量計數(shù)點間的位移測量計數(shù)點間的位移x帶來誤差。減小此誤差的方法是一次測帶來誤差。減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別的距離，再分別計算出各計數(shù)點間的距

7、離。計算出各計數(shù)點間的距離。3.計數(shù)點間的時間計數(shù)點間的時間t搞錯。幾個計數(shù)點間的時間間隔為搞錯。幾個計數(shù)點間的時間間隔為t(n1)0.02 s。而非。而非tn0.02 s。4.作作vt圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定的不合理，作圖圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定的不合理，作圖粗糙帶來誤差。粗糙帶來誤差。 六、注意事項六、注意事項1.實驗前，應(yīng)將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要實驗前，應(yīng)將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試?yán)垘?，?yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)象。先輕輕試?yán)垘?，?yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)象。2.使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后使用計時器打點時，應(yīng)先

8、接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再拉動紙帶。再拉動紙帶。3.手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點跡太密集。手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點跡太密集。4.使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓紙帶上方；使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。在復(fù)寫紙下面。5.使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度。距復(fù)寫紙的高度。6.打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。打點

9、計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。要點一實驗原理和實驗操作要點一實驗原理和實驗操作例例1 (2018徐州高一檢測徐州高一檢測)用打點計時器可測紙帶運動的時間和用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你位移。下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋?。操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋帯?A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另在電磁打點計時器

10、的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓一端分別接在低壓_(選填選填“交流交流”或或“直流直流”)電源電源的兩個接線柱上。的兩個接線柱上。解析解析A項中電磁打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源；項中電磁打點計時器應(yīng)使用低壓交流電源；B項中應(yīng)項中應(yīng)將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復(fù)寫紙的下方；將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復(fù)寫紙的下方；D項中紙帶上記錄的時間項中紙帶上記錄的時間t(n1)0.02 s。合理的實驗步驟。合理的實驗步驟為為BAEDCF。答案答案交流限位孔復(fù)寫紙交流限位孔復(fù)寫紙(n1)0.02 sBAEDCF要點二紙帶的處理要點二紙帶的處理例例2 打點計時器所用交流

11、電源的頻率為打點計時器所用交流電源的頻率為50 Hz，某次實驗中得，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺進行測量，如圖到一條紙帶，用毫米刻度尺進行測量，如圖1所示，則紙帶在所示，則紙帶在A、C間的平均速度為間的平均速度為_ m/s，在，在A、D間的平均速度為間的平均速度為_ m/s，B點的瞬時速度更接近于點的瞬時速度更接近于_ m/s。圖圖1答案答案0.350.420.35方法總結(jié)方法總結(jié)要點三數(shù)據(jù)的處理、要點三數(shù)據(jù)的處理、vt圖象圖象例例3 如圖如圖2所示是用打點計時器測瞬時速度實驗時得到的一條所示是用打點計時器測瞬時速度實驗時得到的一條紙帶的一部分，從紙帶的一部分，從0點開始依照打點的先后

12、依次標(biāo)為點開始依照打點的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6現(xiàn)在量得現(xiàn)在量得0、1間的距離間的距離x15.18 cm，1、2間的間的距離距離x24.40 cm，2、3間的距離間的距離x33.62 cm，3、4間的距離間的距離x42.78 cm，4、5間的距離間的距離x52.00 cm，5、6間的距離間的距離x61.22 cm(頻率為頻率為50 Hz)。圖圖2(1)根據(jù)上面記錄，計算打點計時器在打根據(jù)上面記錄，計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時的速點時的速度度(保留兩位小數(shù)保留兩位小數(shù))并填在下表中。并填在下表中。位置位置12345v/(ms1) (2)根據(jù)根據(jù)(1)中表格，在圖中表格，

13、在圖3中畫出小車的速度圖象。中畫出小車的速度圖象。圖圖3將數(shù)值填入表格中將數(shù)值填入表格中位置位置12345v/(ms1)1.201.000.800.600.40(2)描點并連線得小車的速度時間圖象。描點并連線得小車的速度時間圖象。 答案答案見解析見解析1.(2018武漢高一檢測武漢高一檢測)電磁打點計時器是一種使用交流電源的計電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，不經(jīng)計算，通過測量可時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，不經(jīng)計算，通過測量可以從紙帶上直接得到的物理量是以從紙帶上直接得到的物理量是()A.時間間隔時間間隔 B.位移位移C.平均速度平均速度 D.瞬時速度

14、瞬時速度解析解析時間間隔通過數(shù)紙帶上所打點的個數(shù)經(jīng)過計算得出。時間間隔通過數(shù)紙帶上所打點的個數(shù)經(jīng)過計算得出。位移可以通過測量紙帶上所打點之間的距離得出。而平均速位移可以通過測量紙帶上所打點之間的距離得出。而平均速度或者瞬時速度都是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過計算得出。故選度或者瞬時速度都是依據(jù)實驗數(shù)據(jù)通過計算得出。故選項項B正正確確。答案答案B2.(2018衡水高一檢測衡水高一檢測)關(guān)于打點計時器使用的說法正確的是關(guān)于打點計時器使用的說法正確的是()A.電磁打點計時器使用的是電磁打點計時器使用的是6 V以下的直流電源以下的直流電源B.在測量物體速度時，先讓物體運動，后接通打點計時器的在測量物體速度時，先讓

15、物體運動，后接通打點計時器的電源電源C.使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越小使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越小D.電源的電壓越高，打點的時間間隔就越小電源的電壓越高，打點的時間間隔就越小答案答案C3.如圖如圖4所示是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條所示是某同學(xué)在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。紙帶。(1)已知打點計時器電源的頻率為已知打點計時器電源的頻率為50 Hz，則紙帶上打相鄰兩，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為點的時間間隔為_。(2)A、B、C、D是紙帶上的四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點是紙帶上的四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出間有四個點沒有

16、畫出。從圖中讀出A、B兩點的間距兩點的間距x_ cm；C點對應(yīng)的速度是點對應(yīng)的速度是_ m/s(計算結(jié)果保留計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字三位有效數(shù)字)。圖圖4答案答案(1)0.02 s(2)0.630.670.100 4.某同學(xué)在某同學(xué)在“用打點計時器測速度用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共共7個測量點。其相鄰兩點間的距離如圖個測量點。其相鄰兩點間的距離如圖5所所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10

17、 s。圖圖5(1)試根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，每隔試根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，每隔0.10 s測一次速度，測一次速度，計算出打下計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入表中個速度值填入表中(要求保留三位有效數(shù)字要求保留三位有效數(shù)字)。瞬時速度瞬時速度vBvCvDvEvF數(shù)值數(shù)值/(ms1) (2)以以A點為計時起點，將點為計時起點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如圖標(biāo)在如圖6所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線。變化的關(guān)系圖線。圖圖6解析解析(1)用包括某點在內(nèi)的一小段時間內(nèi)的平均速度近似代表用包括某點在內(nèi)的一小段時間內(nèi)的平均速度近似代表該點的瞬時速度。各點對應(yīng)的瞬時速度如表所示。該點的瞬時速度。各點對應(yīng)的瞬時速度如表所示。瞬時速度瞬時速度vBvCvDvEvF數(shù)值數(shù)值/(ms1)0.4000.4790.5600.6400.703(2)以打以打A點的時刻為計時開始時刻，確定出各測量點對應(yīng)的時點的時刻為計時開始時刻，確定出各測量點對應(yīng)的時刻，在坐標(biāo)系中描點、連線得出圖象如圖所示。刻，在坐標(biāo)系中描點、連線得出圖象如圖所示。答案答案見解析見解析