专题强化　实验：练习使用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度-2023-2024学年高一物理必修一同步精品讲义（人教版2019）

SHAPE \* MERGEFORMAT 1．把打点计时器固定在桌子上． 2．安装纸带． 3．把打点计时器的两个接线柱接到交变电源上(电源频率为50 Hz，电磁打点计时器接4～6 V低压交变电源，电火花打点计时器接220 V交变电源)． 4．启动电源，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点．随后立即关闭电源． 5．取纸带上能够看清的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用1,2,3…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔Δt＝0.1 s. 6．用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离． 7．计算两相邻计数点间的位移Δx. 8．利用公式v＝计算纸带上各相邻计数点间的平均速度． SHAPE \* MERGEFORMAT 1．测瞬时速度的原理 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度． 如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE＝. 图1 2．数据处理 (1)根据v＝计算出的速度可以代表在Δx这一段位移内任意一点的瞬时速度，将数据填入表中. 位置 0 1 2 3 4 5 6 … x/m Δx/m Δt/s v/(m·s－1) (2)建立平面直角坐标系，如图，根据测量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，即得到物体运动的v－t图像． 1．打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置. 2．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． 3．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源． 4．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕，即统一测量出各个计数点到起始点O之间的距离． 5．为减小实验误差，1,2,3,4…不一定是连续的计时点，可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点，此时两计数点的时间间隔T＝0.1 s. 6．计算某计数点的瞬时速度时，一般地Δx、Δt应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间，vn＝. SHAPE \* MERGEFORMAT 一、单选题 1．下列关于使用打点计时器的说法正确的是（　　） A．使用打点计时器时应先释放纸带，再接通电源 B．打点计时器只能连续工作很短的时间，打完点之后应立即关闭电源 C．电磁打点计时器和电火花计时器的工作电源都是用直流电 D．纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动的越快 【答案】B 【详解】A．使用打点计时器时，应先接通电源再释放纸带，故A选错误； B．打点计时器只能连续工作很短的时间，打完点之后应立即关闭电源，长时间工作会损坏仪器，故B选正确； C．电磁打点计时器和电火花计时器的工作电源都是交流电，故C选错误； D．纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动的越慢，故D选错误。 故选B。 2．如图所示，上图是电磁打点计时器的示意图，下图是该打点计时器在某次实验中打出的纸带，则以下说法中正确的是（　　） A．该打点计时器应接在直流电源上 B．纸带上两点间的时间间隔为 C．当打点计时器正常工作时，纸带上点迹越密的地方表示纸带的运动速度越大 D．若纸带上打出D、F两点的时间间隔为 ，两点间距为 ，则可以用 大致表示打下E点时纸带的瞬时速度 【答案】D 【详解】A．电磁打点计时器接在交流电上，线圈内感应磁场把振片磁化后受永久磁铁作用而周期性振动，从而连续打点，如果接直流电则不会连续打点，A错误； B．因为交流电的频率为50Hz，所以打点周期为 ，即相邻两点间的时间间隔为 ，此选项中的两点没有指出是相邻的两点，B错误； C．根据速度的公式 打点周期固定，点迹越密则相同时间内走过位移越小，对应速度越小，C错误； D．用D、F两点的平均速度可以粗略表示E点的瞬时速度，且D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度，D正确。 故选D。 3．打点计时器是中学物理实验中常用的物理仪器，它可以在有限长度的纸带上打出一系列的点，人们通过对相关点间的距离的测量，便可测量出带动纸带的小车或滑块的平均速度、瞬时速度及加速度。某次使用打点计时器研究某小车的运动时，所用交流电源的频率为50Hz。关于该打点计时器的下列说法正确的是（　　） A．使用打点计时器时，应先释放纸带后接通电源 B．打出相邻计时点的时间间隔为0.1s C．纸带上两相邻计数点间还有四个计时点，则打出两相邻计数点的时间间隔