高中物理总复习打点计时器老师版

用打点计时器测速度一、两种计时器的比较：电磁打点计时器电火花计时器电源性质6V以下交流电源220V交流电源打点频率打点时间间隔0.02s，频率50hz打点时间间隔0.02s，频率50hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点电火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦纸带与限位孔、限位盘的摩擦电火花计时器比电磁打点计时器更精确二、练习使用打点计时器实验步骤：⑴把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。⑵打点计时器接交流电源。⑶接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一行小点，随后立即关闭电源。⑷取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有n个点，那么点的间隔数为n-1个，则纸带的运动时间t＝0.02（n-1）s。⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距离。⑹利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。三、测瞬时速度1、测量原理：测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移△x，测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。2、用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤：①把打点计时器固定在桌子上。②按照说明把纸带装好。③启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一系列的点。随后立即关闭电源。④取下纸带，从能够看清的某个点开始，每隔0.1s，即每５个点取１个“测量点”标出０，１，２，…，５，如图1-4-3所示。⑤根据v＝Δx/Δt计算出0，1，2，…,5各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，并记入表中，点０作为计时起点，t＝０，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况。说明：①在使用电磁打点计时器时把纸带穿过限位孔，把复写纸片压在纸带上，在使用电火花计时器时，把墨粉纸盘套在纸盘轴上。②使用时，必须先通电，再拉动纸带。③测量瞬时速度在选择测量点0，1，2，…，5时，每隔0.1s选择一个较好，方便计算；在选择位移Δx时，应包含上面这个点的一段位移。④用平均速度v=Δx/Δt代替测量点的瞬时速度，选取的Δx越小（即Δt越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小。四、用图象表示速度以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据用打点计时器测出的各时刻的瞬时速度值，用描点法在坐标系中描出各个点，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，描述速度v与时间t关系的图象，叫做速度—时间图象或v－t图象。五、1：使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？（1）错接在直流电源上，影响是（2）电源频率不稳，影响是（3）打点针压得太紧，影响是（4）电源电压不稳，影响是（5）振针过长，影响是（1）不会打点；（2）打点间隔无规律，不总是每隔0.02s打一个点，但纸带上看不出，而实际上打点间隔已不是0.02s内物体运动的位移；（3）针与纸带接触时间过长，使“点”变成为“线”；（4）不影响打点的时间间隔，影响打点的清晰程度；（5）对纸带的影响和振针压得太紧相似，是间断的直线。2：若纸带上出现下列情况是什么原因（1）打点不清晰、不打点：振针过高或电压太低使振幅过低或复写纸用的太久。（2）打出的是短线而不是点：振针过低或所加电压太高使振幅过大（3）打双点：振针松动1．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏可编上序号F、G……)________．A．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D．取下纸带E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上________________________________________________________________________解析A中应先接通电源再放开纸带，D中先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带；遗漏F，换上新纸带重复实验三次．答案ADFBECADF2．如图1－4－6所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果．图1－4－6(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm).s2－s1s3－s2s4－s3s5－s4s6－s5Δs各位移差与平均值最多相差________cm，由此可以得出结论：小车的位移差在________范围内相等，所以小车的运动是________．(2)根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a＝ΔsT2＝________m/s2.(3)根据an－3＝sn－sn－33T2，可求出a1＝s4－s13T2＝________m/s2，a2＝s5－s23T2＝________m/s2，a3＝s6－s33T2＝________m/s2，所以，a＝a1＋a2＋a33＝________m/s2.答案(1)1.601.551.621.531.611.580.05任意两个连续相等的时间里、在误差允许的匀加速直线运动(2)1.58(3)1.591.571.591.583．(2010·广东理综，34(1))如图1－4－7是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图1－4－7(1)已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．解析(1)打点计时器频率为50Hz，周期T＝1f＝0.02s，故打相邻两点的时间间隔为0.02s；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T＝0.02×5s＝0.1s，由图读出x＝7.0mm＝0.70cm.C点对应速度vC＝xBC＋xCD2T＝0.90＋1.102×0.1cm/s＝0.100m/s.答案(1)0.02s(2)0.66～0.70cm0.100m/s4．(2011·广东卷，34(1))图1－4－8是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．图1－4－8①OD间的距离为________cm.②图1－4－9是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________m/s2(保留三位有效数字)．图1－4－9解析①1cm＋1mm×2.0＝1.20cm.②加速度的一半，12a＝2.8－0×10－20.06－0m/s2＝0.467m/s2，所以加速度大小a≈0.933m/s2.答案①1.20②加速度的一半0.9335．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图1－4－10所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为________m/s2.位置4对应的速度为________m/s，能求出4的具体位置吗？________.求解方法是：____________________(不要求计算，但要说明过程)．图1－4－10解析从图中读出5、6之间的距离为37.5cm－24.0cm＝13.5cm,2、3之间的距离为6.0cm－1.5cm＝4.5cm，利用逐差法有s56－s23＝3aT2，求出a＝3.0×10－2m/s2；位置4对应的速度为v4＝s352T＝24.0－6.02×10－2m/s＝9×10－2m/s；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(s6－s4)－(s4－s2)＝4aT2求解．答案3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可)9×10－2能利用(s6－s4)－(s4－s2)＝4aT2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)6．(2012·东莞模拟)在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出)，如图1－4－11所示．打点计时器接的是50Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和记数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中．图1－4－11线段OAOBOCODOEOF数据/cm0.541.532.924.767.009.40①由以上数据可计算出打点计时器在打A，B，C，D，E各点时物体的速度，如下表所示.各点速度vAvBvCvDvE数据/(×10－2m/s)7.7012.016.220.4表中E点的速度应该为________m/s.②试根据表格中数据和你求得的E点速度在右上方所给的坐标中，作出v－t图象，如图1－4－12.从图象中求得物体的加速度a＝________m/s2(取两位有效数字)图1－4－12解析根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度即vE＝DF2T，OF－OD＝DF＝4.64cm，T＝0.1s，vE＝2.32×10－2m/s加速度可根据图中数据求出图线斜率．答案①23.2×10－2②0.42(0.40～0.44)实验用打点计时器测加速度一、实验目的使用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度。二、实验原理解题时要有正方向的规定。1．平均速度:tsv匀变速直线运动的平均速度公式：20tvvv2．匀变速直线运动：速度公式：atvvt0位移公式：2021attvx推论公式（无时间）：axvvt2202匀变速直线运动的中间时刻速度公式：202tttvvvv打点计时器求加速度公式：2Txa打点计时器求某点速度公式：txvvt223．初速度为零的匀变速直线运动比例规律第一秒末，第二秒末，第三秒末的速度比：v1：v2：......：vn=1：2：3：......n前一秒，前二秒，前三秒的位移比：S1：S2：......：Sn=1：4：9：......n2第一秒，第二秒，第三秒的位移比：SI：SII：......：SN=1：3：5：......(2n-1)相同位移时间比1：（√2-1）：（√3-2）：（√4-3）常用推论平均速度公式：vvv021一段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度：vvvvt0221一段位移的中间位置的瞬时速度：22202vvvx设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有△s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出21413Tssa22523Tssa……再算出a1、a2……的平均值，就是我们所要测定的匀变速直线运动的加速度。三．打点计时器纸带的处理（1）取点原则是：从打下的纸带中必须选取点迹清晰的纸带，舍掉开始比较密集的点迹，从便于测量位置取一个开始点A，然后每5个点（或者说每隔4个点）如图1-4-1所示，取一个计数点B、C、D、E、F…。这样每两个计数间的时间间隔为T＝0.1s，计算比较方便．（2）从纸带读取长度的方法：读取长度利用毫米刻度尺．测出各点到A点的距离，算出相邻计数点间的距离s1、s2、s3、s4、s5、s6…。由于毫米尺的最小刻度是mm，读数时必须估读到0.1mm位．（3）利用打下的纸带计算各计数点的速度和加速度的方法①利用打下的纸带求任一计数点对应的瞬时速度：vn=Tssnn21．②求打下的纸带的加速度利用“逐差法”求a，例212345633)()(Tssssssa利用v－t图象求a，求出B、C、D、E