用打点计时器测速度

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1.4 实验：用打点计时器测速度

第一章 运动的描述

一、实验目的

二、实验原理

220

6

0.02

时间

电火花计时器使用中对纸袋的运动阻力极小。因而系统误差较小

三、实验原理

1、两种打点计时器当接通50Hz的交流电时，都是每隔0.02s打一次点

2、纸带跟运动物体连在一起，纸带上的点就相应的表示物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的距离表示运动物体在不同时间内的位移，根据

当t很短时，可以认为 等于t时刻的瞬时速度

四、实验器材

打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等

实验器材需要秒表么？

不需要

原因是什么？

五、实验步骤

(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．

(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V以下低压交流电，电火花计时器接220 V交流电)．

(3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源．

(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间XXXXXt＝(n－1)XXXXX0.02 s.

(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离XXXXXx.

(6)利用公式 计算出纸带在这段时间内的平均速度。

六、注意事项

(1) 打点前，应使物体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，拉动纸带时，拉动方向应与两限位孔某某，速度要尽量快些，以防点太密集

(3)打点计时器不能连续工作太长时间，打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(可先统一测量出各个计数点到起始点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．

位置

很短

3．利用v－t图象描述物体的运动

(1)v－t图象及其画法：以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻的________速度值，在坐标系中描点，最后用__________把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象，如图所示。

瞬时

平滑曲线

(2)v－t图象的意义：v－t 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹。

七、数据处理

(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。

(2)把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、DXXXXX作为“________”，如图所示，依次测出各点到O的距离，再算出O到A、A到B、B到CXXXXX之间的距离x1、x2、x3XXXXX。

计数点

瞬时

二、“v－t”图象的应用

1．由v－t图象得到的信息

(1) v－t图象反映了物体的速度随时间变化的规律。根据v－t图象可以读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。在图甲中，0时刻的速度为v0，t时刻的速度为vt。

(2)可求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。在图甲中，0～t时间内速度的变化量为XXXXXv＝vt－v0。

(3)判断运动方向。根据速度的正、负判断运动方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动，在图乙中，0～t3时间内物体沿正方向运动，t4～t6时间内，物体沿负方向运动。

2．图象法的优点：图象法是处理实验数据的常用方法之一。运用图象法处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数据等。

题型1 打点计时器的原理及使用

考点题型设计

例1 在使用电磁打点计时器时，若纸带上出现了下列情况，是什么原因？请指出调节方法。

(1)打点不清晰，不打点；

(2)打出的是短线，而不是点；

(3)打双点。

解析：所发生的现象、形成的原因和调节的方法如下表：

点评：打点计时器故障分析的考查涉及两种打点计时器的电压要求及使用时的一些注意事项等，理解打点计时器的工作原理是解题关键。

变式1

答案：A

解析：电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写纸打点，而电火花计时器是靠电火花和墨粉打点，所以③④均错误，故A正确。

题型2 实验步骤与纸带处理

(2)如图所示，用毫米刻度尺测量得：AB＝4.56cm、AC＝12.16cm、AD＝22.52cm、AE＝36.06cm，则打C点时小车的速度大小为__________m/s；小车在AE段的平均速度为_________m/s。(结果保留三位有效数字)

答案：(1)ABDEC　(2)4.49　4.5100

答案：0.35　0.42　0.35

变式2

题型3 “v－t”图象的画法

变式3

答案：B

解析：规定出发时方向为正方向，返回时的速度为负，C错误。由于速率不变，所以D错误。A图表示的是两个物体的运动。

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