内容正文:
1.3 时间 运动快慢的描述——速度(第2课时)
[学习目标]
1.了解打点计时器构造并会使用。
2.学会测量纸带的平均速度和瞬时速度,会记录和处理实验数据(重点)。
3.理解v-t图像的含义,能根据实验数据绘制v-t图像(重点)。
一、打点计时器的结构和工作原理
1.打点计时器的作用:打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器,当电源频率为50Hz时,它每隔________打一次点,打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移,这就为研究物体的运动提供了可能。
(1)电磁打点计时器(如图)
工作电压:________交变电源;
工作原理:接通交变电源后,在线圈和永久磁体的作用下,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。
(2)电火花计时器(如图)
工作电压:________交变电源;
工作原理:当启动电源,按下脉冲输出开关时,计时器发生的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹。
二、速度的测量
2.原理:当Δt足够小时,平均速度=________就可以认为是测量时刻的瞬时速度。
3.使用打点计时器测速度
(1)作用:打点计时器是一种每隔相同的较短时间通过打点记录一次做直线运动的物体________的仪器。
(2)种类:________打点计时器和电火花打点计时器。
(3)时间间隔:打点频率是50 Hz,即每隔________ s打一个点。
(4)方法:测量出某两个点迹间的__________,除以相应的________________,即得到这段时间内的平均速度,如果这段时间很短,所得的结果也可认为是瞬时速度。
【例题】
4.在某次实验中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A、B、C、…七个点进行研究,这七个点和刻度尺标度对应的位置如图所示。(打点计时器所用电源频率为50 Hz)
(1)根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度
(2)可求出A点到D点的距离是________cm,相邻两计数点间的时间间隔T=________ s。
(3)由实验数据可得A点到D点的平均速度是________ m/s;B点的瞬时速度是________ m/s。(结果均保留两位有效数字)
三.速度—时间图像
5.一物体做直线运动,测得其运动过程中一段时间内的速度大小如表所示,尝试在坐标纸中作出物体运动的v-t图像。
t/s
0
0.10
0.20
0.30
0.40
0.50
v/(m·s-1)
0.72
0.77
0.82
0.86
0.92
0.97
【随堂练习】
6.打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关问题:
(1)电磁式打点计时器使用的电源为_________(选填“交流”或“直流”)电源,电火花式打点计时器使用的电源为_________(选填“220V”或“8V”)电源打点的时间间隔为;
(2)接通打点计时器电源和让纸带开始运动,这两个操作之间的时间顺序关系是___________;
A.先接通电源,后让纸带运动
B.先让纸带运动,再接通电源
C.让纸带运动的同时接通电源
D.先让纸带运动或先接通电源都可以
(3)一小车在重物牵引下拖着穿过打点计时器的纸带沿平直轨道加速运动。下图是打出的纸带的一段,相邻两个计数点之间还有4个点未画出。已知打点计时器使用的交流电频率为。
①小车连接在纸带的___________(选填:左端、右端);
②图中标出的相邻两计数点的时间间隔__________s;
③计算在打下B点时小车的瞬时速度为__________(速度计算结果保留三位有效数字);
④如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比_____________。(选填:偏大、偏小、不变)
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. 左右
2. 3. 时间间隔 电磁 0.02 位移 时间 4
(1) AB (2) 4.10 0.1 (3)0.14 0.13
5.略
6.(1) 交流 220V
(2)A
(3) 左端 0.1 0.376 偏小
【详解】(1)电磁式打点计时器使用的电源为交流电源,电火花式打点计时器使用的电源为220V电源,打点的时间间隔为;
(2)实验开始时应该先接通电源,等打点稳定后让纸带运动,故选A;
(3)①[1]从左到右点间距逐渐增加,可知小车连接在纸带的左端;
②[2]图中标出的相邻两计数点的时间间隔;
③[3]计算在打下B点时小车的瞬时速度为;
④[4]如果当时电网中交变电流的频率稍有增大,频率从变成了,则打点周期变小,而做实验的同学并不知道,仍按照进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比偏小。
答案第1页,共2页
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