1.1.4實驗：用打點計時器測速度,一、實驗目的1.了解打點計時器的結構、原理及使用方法2.學會用打點計時器測量物體的速度3.能利用vt圖象分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動。,二、實驗原理1.兩種打點計時器的比較,2.測平均速度、瞬時速度的原理,三、實驗器材,電磁打點計時器(或電火花計時器)、學生電源(電火花計時器使用220v交流電源)、刻度尺、紙帶、復寫紙、導線、坐標紙等。,四、實驗過程1.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6v的低壓交流電源上。(3)接通電源開關，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。隨后關閉電源。(4)重復步驟(2)、(3)，獲得35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，找一清晰的點作為第1個點，往后數(shù)n個點，n個點之間的間隔數(shù)為(n1)，紙帶從打第1個點到打第n個點的運動時間t0.02(n1)s。(6)用刻度尺測量出第1個點到第n個點間的距離x。,2.數(shù)據(jù)處理,(2)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。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t50.02s0.1s。在紙帶上用o、a、b、c、d標出這些“計數(shù)點”，如圖所示。,(3)用vt圖象描述物體的運動以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系。根據(jù)不同時刻的瞬時速度值，在坐標系中描點。用平滑曲線把這些點連接起來，即得到vt圖象。,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。為減小誤差，應取以計數(shù)點為中心的較小位移x來求平均速度。2.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，再分別計算出各計數(shù)點間的距離。3.計數(shù)點間的時間t搞錯。幾個計數(shù)點間的時間間隔為t(n1)0.02s。而非tn0.02s。4.作vt圖象不用坐標紙、尺子，坐標單位選定的不合理，作圖粗糙帶來誤差。,六、注意事項1.實驗前，應將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試拉紙帶，應無明顯的阻滯現(xiàn)象。2.使用計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再拉動紙帶。3.手拉動紙帶時速度應快一些，以防點跡太密集。4.使用電火花計時器時，應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，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面。5.使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應調整振針距復寫紙的高度。6.打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應立即關閉電源。,要點一實驗原理和實驗操作例1(2018徐州高一檢測)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寫的不完整的實驗步驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當?shù)膬热?，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序寫在空白處。,a.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線的另一端分別接在低壓_(選填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上。,解析a項中電磁打點計時器應使用低壓交流電源；b項中應將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復寫紙的下方；d項中紙帶上記錄的時間t(n1)0.02s。合理的實驗步驟為baedcf。答案交流限位孔復寫紙(n1)0.02sbaedcf,要點二紙帶的處理例2打點計時器所用交流電源的頻率為50hz，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺進行測量，如圖1所示，則紙帶在a、c間的平均速度為_m/s，在a、d間的平均速度為_m/s，b點的瞬時速度更接近于_m/s。,圖1,答案0.350.420.35,方法總結,要點三數(shù)據(jù)的處理、vt圖象例3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紙帶的一部分，從0點開始依照打點的先后依次標為0、1、2、3、4、5、6現(xiàn)在量得0、1間的距離x15.18cm，1、2間的距離x24.40cm，2、3間的距離x33.62cm，3、4間的距離x42.78cm，4、5間的距離x52.00cm，5、6間的距離x61.22cm(頻率為50hz)。,圖2,(1)根據(jù)上面記錄，計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時的速度(保留兩位小數(shù))并填在下表中。,(2)根據(jù)(1)中表格，在圖3中畫出小車的速度圖象。,圖3,將數(shù)值填入表格中,(2)描點并連線得小車的速度時間圖象。,答案見解析,1.(2018武漢高一檢測)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，通過測量可以從紙帶上直接得到的物理量是(),a.時間間隔b.位移c.平均速度d.瞬時速度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。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。故選項b正確。答案b,2.(2018衡水高一檢測)關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6v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電源c.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,答案c,3.如圖4所示是某同學在做勻變速直線運動實驗中獲得的一條紙帶。,(1)已知打點計時器電源的頻率為50hz，則紙帶上打相鄰兩點的時間間隔為_。(2)a、b、c、d是紙帶上的四個計數(shù)點，每兩個相鄰計數(shù)點間有四個點沒有畫出。從圖中讀出a、b兩點的間距x_cm；c點對應的速度是_m/s(計算結果保留三位有效數(shù)字)。,圖4,答案(1)0.02s(2)0.630.670.100,4.某同學在“用打點計時器測速度”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a、b、c、d、e、f、g共7個測量點。其相鄰兩點間的距離如圖5所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10s。,圖5,(1)試根據(jù)紙帶上各個測量點間的距離，每隔0.10s測一次速度，計算出打下b、c、d、e、f五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入表中(要求保留三位有效數(shù)字)。,(2)以a點為計時起點，將b、c、d、e、f各個時刻的瞬時速度標在如圖6所示的直角坐標