1、1,第四節(jié) 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1了解兩種計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會(huì)安裝和使用。 2理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并學(xué)會(huì)測量瞬時(shí)速度。 3理解速度時(shí)間圖象的意義，掌握描點(diǎn)法畫圖象的方法。并會(huì)畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度時(shí)間圖象。,2,實(shí)驗(yàn)原理 1兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較,3,4,4v t圖象及其畫法 以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)計(jì)算出的不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，最后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖象。 實(shí)驗(yàn)器材 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用220 V交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)

2、紙。,5,實(shí)驗(yàn)過程 一、實(shí)驗(yàn)步驟 1了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。 2把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與6 V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面。 3接通電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。 4取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)。如果共有n個(gè)點(diǎn)，則用t0.02(n1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。,6,7,二、數(shù)據(jù)處理 1用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度 (1)選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶。 (2)從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T50.02 s0.1 s。在紙

3、帶上用O、A、B、C、D標(biāo)出這些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示。 用刻度尺依次測出OA、OB、OC、OD的距離是s1、s2、s3、s4，再利用x1s1、x2s2s1、x3s3s2確定出OA、AB、BC、CD之間的距離x1、x2、x3、x4,8,2用圖象表示速度 用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)， 然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接 起來，即得到如圖所示的v t圖象。,9,誤差分析 1利用平均速度來代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度帶來系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移x來求平均速度。 2分段測量計(jì)數(shù)點(diǎn)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

4、各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。,10,注意事項(xiàng) 1如果在紙帶上數(shù)出了n個(gè)點(diǎn)，那么，它們的間隔數(shù)是(n1)個(gè)，它們的時(shí)間間隔為(n1)0.02 s。 2使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶。 3手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集。 4使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，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(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。,11,12,【例1】(2017海口高一檢測)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_(選填“直流”或“交流”)電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓為46 V。當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔_s打

5、一次點(diǎn)。使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過限位孔，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的上面。儀器安裝好后，讓紙帶運(yùn)動(dòng)之前應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開關(guān)_(選填“斷開”或“接通”)。,13,【解析】 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種測量時(shí)間的儀器，需要使用6 V以下的低壓交流電源，它每隔一個(gè)周期打一個(gè)點(diǎn)，因此紙帶上相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為一個(gè)周期，即0.02 s，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過限位孔，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的上面，打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)。 【答案】 交流 0.02 接通,14,變式訓(xùn)練1 （多選）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和使用方法，下列說法中正確的是( ) A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流

6、電源，交流頻率通常為50 Hz B如果紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.08 s C如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)先密集后稀疏，則說明紙帶的速度由小變大 D電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在220 V電源上，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6 V電源上,15,【解析】 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6 V以下的低壓交流電源；電火花計(jì)時(shí)器使用220 V交流電源，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1 s。 【答案】 AC,16,【例2】 (2017珠海高一檢測)某同學(xué)在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖，在紙帶上依次選出7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E和F

7、，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50 Hz。,17,(1)如果測得C、D兩點(diǎn)間距x42.70 cm，D、E兩點(diǎn)間距x52.90 cm，則據(jù)此數(shù)據(jù)計(jì)算在打D點(diǎn)時(shí)的速度公式為_，小車的速度值vD_ m/s。(保留三位有效數(shù)字) (2)該同學(xué)分別算出其他點(diǎn)的速度：vA0.220 m/s，vB0.241 m/s，vC0.258 m/s，vE0.300 m/s，請?jiān)O(shè)計(jì)表格將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中，并在坐標(biāo)系中作出小車運(yùn)動(dòng)的v t圖象，設(shè)O點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。,18,(3)由所作v t圖象判斷小車的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？ 【解析】 (1)D點(diǎn)為CE的中間時(shí)刻，所以可以認(rèn)為D點(diǎn)的瞬時(shí)速度

8、等于CE間的平均速度，即vD，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得vD0.280 m/s。,19,20,變式訓(xùn)練2 (安徽模擬)用接在50 Hz交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定小車的運(yùn)動(dòng)情況。某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3量得0與1兩點(diǎn)間的距離x130 mm，2與3兩點(diǎn)間的距離x348 mm，則小車在0與1兩點(diǎn)間的平均速度v1_m/s，在2與3兩點(diǎn)間的平均速度v3_m/s。據(jù)此判定小車做_。,21,【答案】 0.3 0.48 加速運(yùn)動(dòng),22,1(多選)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶( ) A能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 B只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 C能準(zhǔn)

9、確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度 D可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度,23,【解析】 在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的數(shù)據(jù)處理中，我們只能用與計(jì)數(shù)點(diǎn)靠得很近的一段距離的平均速度粗略表示計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故A、D錯(cuò)誤，B正確。而對于x和t是可以準(zhǔn)確測得的，故可測得t內(nèi)的平均速度，C正確。 【答案】 BC,24,2(浙江學(xué)業(yè)水平模擬)如圖為甲、乙 兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間 圖象。關(guān)于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下 列說法中正確的是( ) A質(zhì)點(diǎn)甲向所選定的正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙與甲的運(yùn)動(dòng)方向相反 B質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同 C在相同的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同 D不管質(zhì)點(diǎn)甲、乙是否從同一地點(diǎn)開始

10、運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離一定越來越大,25,【解析】 由圖象知質(zhì)點(diǎn)甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向是相反的，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；速度方向相反，相同時(shí)間位移方向相反，不可能相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；甲、乙反向，若是背向運(yùn)動(dòng)，則它們的間距增大，但若是相向運(yùn)動(dòng)，則它們的間距在減小。 【答案】 A,26,27,【答案】 BD,28,4(1)在做用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50 Hz，常用的“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”使用的電壓是_V的_(選填“直流電”或“交流電”)，它們是每隔_s打一個(gè)點(diǎn)。 (2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是( ) A先接通

11、電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng) B先讓紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源 C讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源 D先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以,29,【解析】 (1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是6 V以下的交流電，一般是46 V。打點(diǎn)間隔為交流電的頻率的倒數(shù)，當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，打點(diǎn)周期是0.02 s。 (2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在上面打出點(diǎn)跡，故A項(xiàng)正確。 【答案】 (1)46 交流電 0.02 (2)A,30,5如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測出各點(diǎn)間的距離如圖所示，則：AC_mm，AD_mm。那么由此可以算出紙帶在AC間的平均速度為_m/s，紙帶在AD間的平均速度為_m/s；B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于_m/s。,31,【答案】 14.0 25.0 0.35 0.42 0.35,32,6(2017鹽城高一檢測)如圖所示是用小車拖動(dòng)紙帶，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定速度打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s。試求： (1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度； (2)作出速度時(shí)間圖象。,33,【答案】 (1)0.26 m