高中物理必修一学案 打点计时器

《必修一》专题四统计物体运动信息知识回顾1.打点计时器打点计时器是一个统计物体运动和信息仪器。打在纸带上点，统计了纸带运动信息，假如把纸带和物体连在一起，纸带上点就对应地表示出运动物体在不一样时刻位置。（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时一个仪器。当接通低压电源时，在线圈和永久磁铁作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端振针就跟着上下振动而打点，这时，假如纸袋运动，振针就在纸带上打出一系列点。当交流电源频率是50Hz时，它每隔打一个点，即打出纸袋上每相邻两点间时间间隔为0.02s。（2）电火花打点计时器：它时利用火花放电在纸带上打出点迹计时仪器。当通电交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出脉冲电流经接正极放电针、墨粉纸盘到负极纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当交流电源频率是50Hz时，它每隔打一个点，即打出纸袋上每相邻两点间时间间隔为0.02s。电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力，比电磁打点计时器试验误差。2.使用打点计时器时应该注意以下问题：（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用交流电源；电火花计时器使用交流电源。 （2）使用电火花打点计时器时，应注意把条纸带正确穿好，墨粉纸盘；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过，压在复写纸面。（3）使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。（4）释放前，应使物体停靠在打点计时器位置。（5）打点计时器在纸带上应打出轻重适宜，如打出是短横线，就调整一下距复写纸片高度，使之增大一点。（6）纸带选择，要选择点迹清楚、分布合理纸带，找计数点时舍掉开始归于密集点。（7）出现误差较大原因是阻力过大。可能是、、、复写纸不符合要求等。3.试验数据处理（1）依照纸带分析物体运动情况并能计算平均速度．①在纸带上相邻两点时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz)，所以点迹密集地方表示纸带运动速度小。②依照v＝eq\f(Δx,Δt)，求出任意两点间平均速度，这里Δx能够用直尺测量出两点间距离，Δt为两点间时间间隔数与0.02s乘积．这里必须明确所求是哪两点之间平均速度．（2）粗略计算瞬时速度某点E瞬时速度能够粗略地由包含E点在内两点间平均速度来表示，如图1－4－2所表示，vE≈eq\x\to(v)DG或vE≈eq\x\to(v)DF.图1－4－2说明：在粗略计算E点瞬时速度时，可利用v＝eq\f(Δx,Δt)公式来求解，但须注意是，假如取离E点越靠近两点来求平均速度，这个平均速度越靠近E点瞬时速度，不过距离过小会使测量误差增大，应依照实际情况选取这两个点．4.利用v－t图象分析物体运动（1）v－t图象用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．依照测量数据在坐标系中描点，然后用平滑曲线把这些点连接起来，即得到如图1－4－3所表示v－t图象。图1－4－3图1－4－4（2）v－t图象意义v－t图象非常直观地反应了情况，它并不是物体运动轨迹。（3）匀速直线运动v－t图象①匀速直线运动v－t图象是与时间轴平行直线，如图1－4－4所表示，直线a、b分别表示va＝4m/s，vb＝1－4－5②从匀速直线运动v－t图象中不但能够看出速度大小，而且能够求出位移，依照位移公式x＝vt，在v－t图象中就对应着边长分别为v和t一个矩形面积，如图1－4－5中画斜线部分。【参考答案】1.位移，时间（1）4~6V，交流，0.02s（2）220V，0.02s

2.（1）4~6V，220V（2）2，夹在两纸带之间，限位孔，下（4）靠近（5）小圆点，振针（7）压纸框架压纸带过紧，纸带边缘不整齐，纸带不平直4.（2）速度随时间改变二、题型训练1.依照打点计时器打出纸带，能够从纸带上不经过计算而直接得到物理量是（）A.位移B.时间间隔C.加速度D.平均速度2.以下关于使用电磁打点计时器说法正确是（）A.不要在未放纸带时通电打点，每次打点完成，应及时切断电源，切忌长时间通电使用B.每打完一条纸带，要将复写纸调整一下，确保下一次打点清楚C.若发觉振片振幅不稳定，应调整振片螺母，以使振片稳定D.若打出点带尾巴或双点，是因为振针太长所造成，应适当调整振针长度3.当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹。以下关于纸带上点迹说法中正确是（）A.点迹统计了物体运动时间B.点迹统计了物体在不一样时刻位置和某段时间内位移C.纸带上点迹分布情况反应了物体质量和形状D.纸带上点迹分布情况反应了物体运动情况4.某同学在用打点计时器做试验时，得到纸带如图所表示，请你判断一下这可能是因为（）A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳C.电源频率不稳定D.振针压得过紧5.关于打点计时器打出纸带，以下叙述中正确是()A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动B．点迹变稀，说明纸带做加速运动C．点迹变密，说明纸带做加速运动D．相邻两点间时间间隔相等6.经过打点计时器得到一条纸带上点迹不均匀，以下判断正确是()A．点迹密集地方物体运动速度较大B．点迹密集地方物体运动速度较小C．点迹不均匀说明物体做变速运动D．点迹不均匀说明打点计时器有故障7.打点计时器所用电源是50Hz交流电，其相邻点时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上统计时间为t，则以下各式正确是()A．T＝0.02s，t＝NTB．T＝0.05s，t＝(N－1)TC．T＝0.02s，t＝(N－1)TD．T＝0.05s，t＝NT8.图1－4－8是一位同学利用电磁打点计时器打出一条纸带，相邻点时间间隔为0.02s，纸带旁边是一把最小刻度为1mm直尺，(1)在AC这段时间内平均速度；(2)在B点瞬时速度．9.一同学利用打点计时器打出纸带分析小车运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整纸带，如图1－4－1所表示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电频率为50Hz，相邻计数点之间距离已标在图中，单位是厘米．图1－4－1(1)计算0～6点之间平均速度；(2)打点计时器打第4个点时小车瞬时速度靠近多少？【参考答案】1.AB（点拨：因为打点计时器每隔0.02s打一次点，依照纸带上打点个数可确定出时间间隔，故A正确；由刻度尺可直接测量出两点间距离即位移大小，故B正确；速率和平均速度可经过上述A、B项，再进行计算方可求得，所以C、D项错．）2.ABCD3.ABD4.D5.ABD6.BC7.C8.解析(1)x＝4.00cm，A到C共10个点，9个时间间隔，所以A到C所用时间t＝0.02s×9＝0.18s，所以AC这段时间内平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f(4.00×10－2m,0.18s)＝0.22m/s；(2)依照公式vB＝eq\f(Δx,Δt)来计算B点瞬时速度。为了尽可能精准，取靠近B点左右两个点，左边点在刻度尺上读数是1.77cm，右边点在刻度尺上读数是2.65cm，那么Δx＝2.65cm－1.77cm＝0.88cm，两点间相隔时间为Δt＝0.02s×2＝0.04s，所以B点瞬时速度vB＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(0.88×10－2m,0.04s)＝0.22m/s.答案(1)0.22m/s(2)0.22m/s9.解析(1)0到6点间平均速度为：v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f(2.8