专题1.4 打点计时器测速（方法精细讲学）-2019-2020学年高中物理人教版必修1知识点方法学与练

2019-2020学年高中物理人教版必修1知识点方法学与练 第一章 运动的描述 专题1.4 打点计时器测速度 目录 ★知识点一 电磁打点计时器 1 ★知识点二 电火花计时器 2 ★知识点三 两种打点计时器的比较 2 ★知识点四 打点计时器测速 3 ★知识点一 电磁打点计时器 1.打点计时器 打点计时器是一种测量时间的工具。如果运动物体带动的纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点也相应的表示出了运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的各点间的间隔，就可分析物体的运动状况。 2. 电磁打点计时器 电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点，通电前把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移。 【例题1】电磁打点计时器使用的电源是(　　) A.交流220 V B.直流220 V C.交流10 V以下 D.直流10 V以下 ★知识点二 电火花计时器 电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，不完全相同，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。 【例题2】电火花计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是(　　) A.T=0.1 s，t=NT B.T=0.05 s，t=(N-1)T C.T=0.02 s，t=(N-1)T D.T=0.02 s，t=NT ★知识点三 两种打点计时器的比较 1. 相同点 （1）频率相同：电源频率为50Hz，每隔0.02s打一次点。 （2）用途相同：两种打点计时器都是计时仪器，测量短暂时间。 （3）电源种类相同：两种打点计时器都使用交流电源。 2. 不同点 （1）电源电压不同：电磁打点计时器工作电压在6V以下，一般在4～6V之间，需要由学生电源供电；而电火花计时器使用的是220V的交流电压。 （2）工作原理不同：电磁打点计时器内部有线圈和永久磁铁，接通电源后，线圈磁极发生变化，振片会在永久磁铁的作用下，使得振针按照交变电流的频率在纸带上周期性的打下各个点。电火花计时器的计时原理和电磁打点计时器类似，只不过打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。当接通电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经过电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上就打出一行点迹。 （3）误差不同：电火花计时器在纸带运动时受到的阻力比电磁打点计时器小，实验误差小，操作简便。 【例题3】目前实验室用的打点计时器有______计时器和______计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交变电流，所以都是每隔______s打一个点．但前者所接交流电压为______V，后者所接交流电压为______V 【例题4】对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是(   ) A．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电  B．两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样  C．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸  D．电磁打点计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘 ★知识点四 打点计时器测速 1.纸带上点的意义：①表示物体在不同时刻的位置； ②通过观察纸带上各点的间隔，可以判断物体的运动情况； ③可以利用纸带上打出的点的时间间隔测量物体的速度。 2.计时器测速的方法 (1)设在纸带上运动的物体，通过连续相等时间，在不同时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4、…，若v2－v1＝v3－v2＝v4－v3＝…，△v1= v2－v1，△v2 = v3－v2，…，则物体在相等时间内速度的增量相等，那么物体在做匀变速直线运动，即a = = = … (2)设在纸带上运动的物体，通过连续相等时间的位移分别为x1，x2，x3，x4…，若x2－x1＝x3－x2＝x4－x3＝…，Δx1 = x2－x1，Δx2 = x3－x2，…，则物体在做匀变速直线运动，满足Δx＝aT2 ,或 xm–xn=(m-n) aT2 (3)求某点速度的方法 通用公式 ＝ （4）求加速度 ①逐差法：根据x4－x1＝x5－x2＝x6－x3＝3