1.4 实验：用打点计时器测速度（课件+练习）-2019-2020学年高一物理必修一【创新教程】微点特训（人教版）

第4节　实验：用打点计时器测速度 高中阶段所使用的打点计时器有：电磁打点计时器和电火花计时器两种，电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电源，还是直流电源？ 提示：两种计时器使用的都是交流电源． 1．了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理． 2．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器．(重点) 3．会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度．理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度．(重点；难点) 4．能运用实验数据描绘v­t图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点．(难点) 1．数据处理 (1)计算瞬时速度 打点计时器打点的周期为T，则各点的瞬时速度分别是vA＝，vB＝，vC＝，vD＝… 把计算所得的各点的速度填入下表中 位置 A B C D E F (xn＋xn＋1/m) v/(m·s－1) (2)v­t图象的画法 根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来． 2．误差分析 产生原因[来源:学科网] 减小方法 系统误差 利用平均速度来代替瞬时速度[来源:学科网ZXXK] 用以计数点为中心的较小的Δx来求平均速度 3.注意事项 (1)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带． (2)手拉纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集． (3)使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面． (4)使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度． (5)对纸带进行测量时，不要分段测量各段位移，要用长尺一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)． [要点一]　打点计时器的使用 [例1]　电火花计时器工作时使用　________电源，工作电压为　________V，工作时的基本步骤是： ①当纸带穿过电火花计时器后，及时关闭电火花计时器； ②将电源线插入相应的电源插座； ③将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器； ④接通开关，听到放电声，立即让运动物体拖动纸带运动． 上述步骤正确的顺序是　________. [解析]　火花计时器和电磁打点计时器一样，都使用交流电源，电火花计时器使用电源的电压为220 V．使用时，应先安装纸带再接入电源，接通电源后拉动纸带，完成后切断电源，所以正确步骤为③②④①. [答案]　交流　220　③②④① [总结提升]　打点计时器的构造、工作原理及操作过程属于常考内容，要掌握以上知识，必须要经常使用打点计时器． 1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹．下列关于纸带上点迹的说法中正确的是(　　) A．点迹记录了物体运动的时间 B．点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 解析：ABD　[从打点计时器的用途出发对选项进行筛选．打点计时器每隔一定的时间(当电源频率为50 Hz时，打点的时间间隔为0.02 s)打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状．故选A、B、D.] [要点二]　用打点计时器计算平均速度 [例2]　打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为　________ m/s，在A、D间的平均速度为　________ m/s，二者之间B点的瞬时速度更接近于　________ m/s. [解析]　由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s．A、C间的距离为 14.0 mm＝0.014 0 m A、D间的距离为26.0 mm＝0.026 0 m 由公式＝得AC＝ m/s＝0.35 m/s AD＝ m/s≈0.43 m/s A、C两点更接近B点，故B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s. [答案]　0.35　0.43　0.35 [总结提升]　由平均速度的定义式＝知，当Δt很小时，可表示某点的瞬时速度．打点计时器在纸带上打出的相邻两点间的时间间隔为0.02 s，时间比较短，因此可用纸带上与待测点相邻的两点间的平均速度来粗略地表示待测点的瞬时速度．另外注意题中“每五个打印点取一个计数点”，指相邻计数点间时间间隔为0.1 s. 2．某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A，B，C，D，E，F，G共7个计数点，其相邻点间的距离如图所示，每两