教育科學版 必修一1.4實驗：用打點計時器測速度 （學案含答案）

1、.高中物理實驗：用打點計時器測速度一、考點打破：此部分內容在中考物理中的要求如下：知識點考綱要求題型說明1. 打點計時器的使用2. 實驗：用打點計時器測速度1. 理解電磁打點計時器和電火花計時器的構造、差異及功能2. 學會使用打點計時器，初步學會從紙帶上獲取時間和位移等實驗數據信息，并進展處理3. 能根據紙帶上的點痕計算紙帶的平均速度實驗題打點計時器是高中物理實驗中經常用到的一種計時儀器，是高頻中的考點，如：可以做勻速直線運動，勻加速運動，牛頓第二定律，自由落體運動，動能定理，機械能守恒定律等多個實驗二、重難點提示：重點：打點計時器的使用方法及利用紙帶數據求平均速度。難點：對紙帶上記錄的原始數

2、據進展處理。一、打點計時器1. 電磁打點計時器1電磁打點計時器是一種計時儀器。它使用交流電源，工作電壓在6V以下。當電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一個點。2電磁打點計時器的構造及工作原理考慮1：電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，想一想，能不能使用直流電源，為什么？2. 電火花計時器1電火花打點計時器是利用火花放電使墨粉在紙帶上打出墨點而顯出點痕的一種計時儀器，需接220V交流電源，當電源頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次點。2以下圖為電火花計時器的構造圖。A. 紙帶 B. 墨粉紙盤 C. 紙盤軸 D. 放電針 E. 電源插頭 F. 接線柱3電火花計時器是如何工作的？使用電火花計

3、時器時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔。當接通電源、按下脈沖輸出開關時，計時器發(fā)出的脈沖電流經放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產生電火花，于是在運動的紙帶上就打出一系列點。考慮2：從原理上考慮：電火花計時器與電磁打點計時器相比，哪個更好、誤差更?。侩娀鸹ù螯c計時器比電磁打點計時器的誤差小。原因是：電火花打點計時器所受的阻力遠遠小于電磁打點計時器。二、練習使用打點計時器測速度：1. 實驗器材：電磁打點計時器或電火花打點計時器；紙帶；復寫紙片；兩根導線；交流電源；刻度尺。2. 實驗步驟：1把打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復寫紙片套在定位軸上，并且壓在紙帶上面。2在打點計時器的兩個接線

4、柱上分別接上導線，兩根導線的另外一端分別接到低壓交流電源46V的兩個接線柱上。3翻開電源開關，用手程度地牽拉紙帶，紙帶被打上了許多小點。4取下紙帶，從能看得清的點數起，每5個計時點選一個計數點，假如有N個計數點，那么，點痕的間隔數為N1個，用t0.1N1計算，這段紙帶記錄的時間是多長。5用刻度尺測量一下，從開場計時的點起到最后一個點的間隔 s是多少。6利用公式計算紙帶運動的平均速度。7在紙帶上標出連續(xù)6個計數點，分別標上記號0，1，2，3，4，5。相鄰的兩個點間的間隔 為，各有多長，看看它們是否相等。假設，那么拉動的紙帶做的是勻速直線運動；假設不相等，那么做變速直線運動。3. 如何作vt圖象？

5、1畫出縱橫坐標。2選擇適宜的單位。3確定適宜的最小分度。4對照表格在坐標紙上描出點。5用一條平滑的曲線來“擬合描出的各點。4. 本卷須知：1使用電火花計時器時，應注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面。2使用計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再釋放紙帶。3釋放物體前，應使物體停在靠近打點計時器的位置。4對打上點的紙帶進展數據處理，目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運動情況，設打點計時器打點的時間間隔為T，那么紙帶上相鄰兩個點所表示的時間間隔就是T。假如數出紙帶上一系列點的總數為N，那么打這些點所用的總時間為，

6、假如測出這N個點之間的總間隔 s，那么時間內紙帶運動的平均速度為。假如紙帶做勻速直線運動，此式計算出來的就是紙帶的運動速度。三、誤差1. 偶爾誤差是指由人為因素造成的，用屢次測量的方法可以減小偶爾誤差。系統(tǒng)誤差是由實驗原理不完善、儀器不準確等因素造成的，特點是屢次重復測量的結果總是大于或小于真實值，呈現單一傾向。2. 相對誤差。3. 有效數字是指帶有一位存疑數字的近似數字。例題1 當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，以下說法正確的選項是 A. 點痕記錄了物體運動的時間B. 點痕記錄了物體在不同時刻的位置或某段時間內的位移C. 點在紙帶上的分布情況，反映了物體的形狀D. 點在紙帶

7、上的分布情況，反映了物體的運動情況思路分析：打點計時器是記錄時間和位置的儀器，每隔一樣的時間打一次點，故相鄰點的間隔的變化，反映了物體速度的變化。故A、B、D正確。答案：ABD例題2 以下圖是某同學用打點計時器電源頻率為50Hz研究某物體運動規(guī)律時得到的一段紙帶，從A點通過計時器到B點通過計時器歷時 s，位移為 m，這段時間內紙帶運動的平均速度為 m/s，BC段的平均速度為 m/s，而AD段的平均速度是 m/s。思路分析：由頻率可以得到打點周期，T0.02s，tAB0.04s；由圖中數據，可得SAB2.8102；同理可得：；答案：0.04s；2.8102；0.7；1.1；0.76 點撥：平均速度的值與在哪段時間或在哪段位移上計算有關，要注意單位換算，有時單位標在紙帶圖上，同時要注意圖中給出的是計時點還是計數點，相鄰計數點的間隔是多少。【知識脈絡】【考慮】1. 怎樣得到瞬時速度？2. 打點計時器能否使用直流電源？3. 假設電源的頻率是60Hz，打點周期還是0.02s嗎？【易錯指津】時間間隔的計算：每5個點選一個計數點時間間隔是0.1s，每隔4個點選一個計數點時間間隔也是0.1s，那么5個點的時間間隔是0.08s？運動小車拉動的紙帶通過打點計時器后，在紙帶上留下的點痕中有5個連續(xù)明晰的點，測出5個點間的