第七讲 打点计时器-《知识提炼 能力训练》2023年新高一物理暑假衔接作业课程

1 第七讲 打点计时器 一．知识梳理 实验一 用打点计时器测速度 1.要点概览：⑴电磁打点计时器和电火花计时器的构造及工作原理； ⑵打点计时器的使用方法及测瞬时速度的方法； ⑶用 v-t图像进行数据分析。 2.内容详解：⑴ 电磁打点计时器和电火花计时器 ①用途：计时仪器，同时记录不同时刻的位置，进而可测量各点间的距离（物体位移） ②电源：交流电 ③电压：电磁打点计时器工作电压 8V；电火花计时器工作电压 220V ④打点周期：（频率 50Hz） ⑵ 使用打点计时器的步骤 ①将纸带穿过限位孔，固定打点计时器； ②先开启电压，然后拉动纸带运动，纸带上打出一系列的点，随即关闭电源； ③取下纸带，选择比较清晰的一段，计算某两点间的时间间隔，测量两点间距离。 ⑶瞬时速度的测量 思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度。所取的时间间 隔越接近该点，这种描述方法越准确。 示例：如图，测量出包括 E点在内的 D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点 间的平均速度 v = t x   ，用这个平均速度代表纸带经过 E点时的瞬时速度。 t x   可以大致表示 E点的瞬时速度，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。然而 D、F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。 ⑷用 v-t图像进行数据分析 ①建立直角坐标系：横轴——时间 t（s）；纵轴——速度 v (m/s) ②描点：利用所测数据计算瞬时速度，选择合适的单位长度，在坐标纸上描点。 ③连线：用平滑曲线将描的点连接起来。 ④v-t图像：描述速度随时间的变化关系。 2 实验二 探究小车的运动规律 1.要点概览：⑴实验过程：实验原理、实验步骤、数据处理 ⑵规律探究：求瞬时速度，画出 v-t图像；逐差法计算加速度。 2.实验过程：①一端附有定滑轮的长木板放在实验桌上，打点计时器固定在长木板远离定滑 轮的一端。 ②纸带穿过打点计时器的限位孔，固定于小车的后面，细绳的一端栓在小车的前端，跨过定 滑轮，另一端挂上适当的钩码。 ③将小车停在靠近打点计时器的位置，先开启电源，后释放小车。打完一次纸带后立即关闭 电源。 ④换上新纸带，重复操作三次。 ⑤在三条纸带中选择一条点迹清晰的，舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点作为计 时起点。 ⑥每 5个点选取一个计数点，进行测量，并计算出各个计数点的瞬时速度，填入表格。 ⑦以速度为纵轴，时间为横轴建立直角坐标系，画出 v-t图像。可观察到各点大致在一条直 线上，则画成直线。让尽可能多的点在直线上，不能连接的点应对称地分布在直线的两侧。 二．典型例题 例 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法正确的是( ) A．分别逐个测出每两个相邻计数点间的距离，这样便于记录 B．为使测量更为严谨，应把打下的第一个点作为第一个测量点 C．为了便于测量，应舍掉开头一些过于密集的点，找一个适当的点当作计时起点 D．两相邻计数点间的时间间隔必须是 0.1 s 例 2．(多选)在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法正确的是( ) A．通过调节滑轮的高度，使小车、纸带、细绳和定滑轮上边缘在一条水平线上 B．坐标轴的单位长度越小越好 C．开始打点前要先接通电源后释放小车，打完点后要先断开电源后取纸带 D．槽码的质量越大越好 例 3．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，下列说法中正确的是( ) A．长木板一定要水平摆放 B．使用刻度尺测量长度时，不必估读 C．使用刻度尺测量长度时，要估读到分度值的下一位 D．作 v-t图象时，所描线必须经过每一个点 3 例 4．(多选)一小球在水平桌面上做直线运动，用照相机对着小球每隔 0.1 s拍照一次，得到 一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图所示，已知照片与实物的比例为 1∶10， 则( ) A．图中对应的小球在通过 8 cm距离内的平均速度是 2 m/s B．图中对应的小球在通过 8 cm距离内的平均速度是 1.6 m/s C．图中对应的小球通过 6 cm处的瞬时速度是 2.5 m/s D．图中对应的小球通过 6 cm处的瞬时速度是 2 m/s 例 5. 关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法错误的是（ ） A．长木板不能侧向倾斜 B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 例 6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，其中有 错误或遗漏的步骤有（遗漏步骤可编上序号 G、H……）___________________。 A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，先放开纸带，再