2025届高考物理一轮复习课件：实验 打点计时器与测量纸带平均速度

实验：打点计时器的使用及测 量纸带的平均速度 电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器,其结构如图所示。它的工作电压是8V。电源频率是50Hz时,它每隔0.02s打一个点。 拖动纸带,则可在纸带留下一系列的点,每两个点间隔为0.02s. 永久磁铁 限位孔 纸带 线圈 振针 振片 复写纸 定位轴 压纸框架 一.电磁打点计时器 看过视频 速度表达式？ 电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。 2.电火花打点计时器 放电针 纸盘轴 电源开关 墨粉纸盘 3.打点计时器的打点周期取决于什么因素？ 1.电磁打点计时器和电火花计时器工作原理一样吗？ 2.这两者你认为哪种工作时可能引起更大的误差？ 4.打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? 讨论 5.两种打点计时器可用直流电吗？ 只与交流电频率有关，与电压无关 打点计时器小结 电火花计时器 电磁打点计时器 结构图示 工作电压 220 V交流电 8V交流电 打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 打点周期 0.02 s 0.02 s 记录信息 位移、时间 一.实验目的: 1.练习使用电火花计时器 2.利用打点的纸带研究物体运动情况． 二.实验器材： 电火花计时器、纸带、刻度尺、导线、学生电源等 三.实验步骤 1.了解打点计时器结构,把其固定(于木板)好 2.安装好实验器材后(注意纸带安装位置),先启动电源,然后手(或车)再拉动纸带,让打点计时器在纸带上打出一系列的点。 3.打点结束后先关闭电源，然后取下纸带； 4.从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点； 5.用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离Δx； 6 .把测量的结果填入表设计的表格内。处理数据 　实验:测量纸带的平均速度和瞬时速度 四.实验注意事项： (1)打点前，应使物体(或手)停在靠近打点计时器的位置。 (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(纸带拉动速度快点，以免点密集)。 (3)打点计时器不能连续工作太长时间，打完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，此时两计数点间的时间间隔T＝0.1 s。 请你描述下图所示每条纸带记录的物体的运动情况． 1.打出的点迹间距相等，则为匀速运动。 2.打出的点迹越来越疏，则为加速运动； 3.打出的点迹越来越密，则为减速运动。 1. 2. 3. △t ＝？ △x＝？ （1）需测量的量： （2）关系式： 位移 △X=? 时间间隔△t=? V = △X △t 1.测平均速度 五.数据处理 如何测出E点的瞬时速度？ 2.测瞬时速度 D F （1）思想方法: 用某段时间内的平均速度来粗略的代替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计算出的瞬时速度就越精确. （2）测量原理： VE = △XDF △tDF D,F两点的瞬时速度如何算呢？ 0 1 2 3 △x0 △x1 △x2 △x3 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度 位置 0 1 2 3 v/s 完成以下表格 如何让数据更直观？ v-t图像 以时间t为横轴,速度v为纵轴,建立直角坐标系,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 v－t图直观地反映速度随时间变化的情况 v t 0 (1)纵截距表示什么？ (3)横轴交点表示什么？ (2)速度正负表示什么？ (5)a,b图线交点表示什么？ a b 速度为0的时刻 初速度 速度方向 速度相同 描述物体的运动状态？ (6)v-t图面积表示？ 位移 (4)运动方向发生改变在哪里？ 描述物体的运动状态？ x/m (1)纵截距表示什么？ (3)横轴交点表示什么？ (2)纵坐标正负表示什么？ (4)a,b图线交点表示什么？ 物体起点位置 实质:直接反应物体位置—时间图像， x－t图： 间接反映:物体的位移随时间的变化关系， 图像上某一点表示运动物体在某时刻所处位置或相对于坐标原点的位移 x t 0 a b 物体在原点的哪一侧 物体在原点处 两物体处同一位置,即相遇 速度方向改变在哪里？ 注意:v-t，x-t只能表示直线运动，不表示曲线运动 (5)x-t斜率？ 表示速度(大小，方向) 1.(多选)做直线运动的物体，其v－t图像如图所示，下列判断正确的是(　　) A.物体在1 s末改变运动方向 B.物体在前3 s内运动方向不变 C.物体在3 s末运动方向改变 D.物体在2 s时的速度大小为2 m/s E.0-5内，物体平均速度0.8m/s 　BCDE 2.一物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，设向右为正方向，则在前6 s内(　　) A.物体先向左运动，2 s后开始向右运动 B.在t＝2 s时物体距出发点最远 C.前2 s内物体位于出发点的左方，后4 s内位于出发点的右方 D.在t＝4 s时物体距出发点最远 D 3.(多选)如图所示为甲、乙两物体相对于同一参考系的x－t图像。下列说法正确的是(　　) A.甲、乙两物体的出发点相距x0 B.甲物体比乙物体早出发的时间为t1 C.甲、乙两物体同向运动 D.甲、乙两物体在t2时刻相遇 ABD 4. 用打点计时器可测量纸带运动的时间和位移。下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理顺序，将各步骤的字母代号按顺序写在空白处。 A.在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上。 B.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________，并压在________下面。 C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx。 D.切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝______。 E.接通电源，再用手水平地拉动纸带，在纸带上打下一系列小点。 F.利用公式v＝计算纸带运动的平均速度。 实验步骤的合理顺序是________________。　　　 交流 限位孔 复写纸 　(n－1)×0.02 s BAEDCF 5.(测量纸带的平均速度)如图是研究直线运动实验中打点计时器打出的纸带，每5个点选一个计数点，各计数点对应在刻度尺上的示数已在图中标出，单位是cm。 (1)打点计时器是一种使用交流电源记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，目前实验室用的打点计时器有________打点计时器和________计时器两种，它们所接电源均为频率为________的交流电源，但前者所接的电源电压为________V，后者所接的电源电压为________V。打点计时器打点的周期决定于电源的________，图中计数点间隔时间为T＝________s。 (2)物体接于纸带左端A点附近，则物体速度方向________(选填“由A指到B”或“由B指到A”)，物体做________(选填“加速”或“减速”)运动。 (3)请计算AE段的平均速度为______m/s。BD段的平均速度为________m/s。 电磁 电火花 50 Hz 8 220 频率 0.1 由B指到A 加速 0.225 0.2 拓展两种计时仪器：光电门，频闪相机 遮光条宽度:d 遮光时间:Δt 物体通过光电门的速度为: 1.光电门 2.频闪相机 拍照频率为10HZ，间隔？ 1.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04s。 (1)则滑块经过光电门位置时的速度大小为________。 (2)为使更接近瞬时速度，正确的措施是________。 A.换用宽度更窄的遮光条 B.换用宽度更宽的遮光条 C.提高测量遮光条宽度的精确度 D.使滑块的释放点更靠近光电门 答案　(1)0.1 m/s　(2)A Lavf57.62.100 $$