打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用

1、1 / 102 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用懷仁名師教育高一物理學(xué)案打點計時器、運動學(xué)公式 知識點：打點計時器的介紹基本使用 一、了解打點計時器（打點計時器是計時儀器）1作用及分類打點計時器是一種使用 _電源的計時儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，它每隔_ 打一次點打點計時器和紙帶配合，可以記錄物體運動的時間及在一段時間內(nèi)的_供高中學(xué)生實驗用的計時器有 _打點計時器和 _ 打點計時器兩種2電磁打點計時器工作電壓： _ 以下的交流電源；原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下， _振動起來，帶動其上的 _ 上下振動這時，如果紙帶運動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點3電火花計時

2、器1工作電壓： _交流電源；2原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡4兩種計時器誤差比較，_ 計時器使用中運動阻力極小，因而系統(tǒng)誤差較小5.使用打點計時器應(yīng)注意哪些事項？6.紙帶上的計時點和計數(shù)點的區(qū)分2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用2 / 107.測量各計數(shù)點間的距離時，逐個測量較好還是一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點0的距離，再計算各計數(shù)點間的距離較好？（刻度尺的讀數(shù)）8.紙帶上平均速度的計算和某點瞬時速度的計算。】、現(xiàn)代科技儀器測速度1借助傳感器用計算機測速度2光電門測速度例題一： 如圖所

3、示， 滑塊在牽引力作用下先后通過兩 個光電門，配套的數(shù)字毫秒計記錄了遮光板通過第一 個光電門的時間At=0.29 s,通過第二個光電門的時 間=0.11 s,已知遮光板的寬度為3.0 cm,分別求 滑塊通過第一個光電門和第二個光電門時的速度大小.3.利用頻閃照相分析計算物體的速度例題二：下圖是采用每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾 下的頻閃照片，照片中每兩個相鄰小球的影像間隔的時間 就是0.1 s,這樣便記錄了物體運動的時間， 而物體運動的 位移則可以用尺子量出.2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用3 / 10勻變速直線運動考點一：勻變速直線運動的基本公式和推理 基本公式速度一時間關(guān)系式：

4、vv0at.1.2xv0tat位移一時間關(guān)系式：2位移一速度關(guān)系式：2 2vv2 ax三個公式中的物理量只要知道任意三個，就可求出其余兩個。利用公式解題時注意：x、v、a為矢量及正、負號所代表的是方向的不同, 解題時要有正方向的規(guī)定。常用推論1v - v0v平均速度公式：2注意:利用微分思想推導(dǎo)位移和時間的關(guān)系例題1.一個物體勻變速直線運動，當(dāng)t=0時，物體的速度大小為12m/s,方向向東；當(dāng)t=2s，物體的速度大小為8m/s，方向仍向東，那么物體的速度大小為2m/s的時刻t應(yīng)為（）A.3s B.5s C.7s D.9s例題2.個初速度不為零的物體，開始一段時間做勻加速直線運動，從t時刻起做勻

5、減速 直線運動,再經(jīng)過10s物體停下來，已知t時刻后物體的加速度大小為0.5m/s2則在整個運 動過程中，該物體的最大速度應(yīng)該是（）A.（v0+0.5t）m/sB.2.5m/s C.5m/sD.條件不足，無法求出例題3.火車從車站由靜止開出做勻加速直線運動，一分鐘行駛540m,則它在最初10s行駛 的距離4.電子雷達測速一段時間中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度:vtv21vov2一段位移的中間位置的瞬時速度:Vx2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用4 / 10是()A.90mB.45mC.30mD.15m例題4做勻加速直線運動的物體，速度由v增加到2v時的位移為s,則當(dāng)速度由3

6、v增加到4v時，它的位移是()A.s25B.s37C.3s D.4s例題5. 一輛汽車以15 m/s的速度勻運行駛了全程的一半，然后勻減速行駛了另一 半路程后恰好靜止，則汽車在全段路程上的平均速度是 _m/s例題6.一質(zhì)點沿直線0X方向做變速運動，它離開0點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=5+2t3(m),它的速度隨時間t變化的關(guān)系為v=6t2(m/s)，該質(zhì)點在t=0到t=2s間的 平均速度和t=2s到t=3s間的平均速度的大小分別為A.12m/s，39m/s B.8m/s，38m/sC.12m/s，19.5m/sD.8m/s，13m/s考點二：追及和相遇問題1.“追及”、“相遇”的特征(同一

7、時刻到達同一位置)“追及”的主要條件是：兩個物體在追趕過程中處在同一位置。兩物體恰能“相遇”的臨界條件是兩物體處在同一位置時，兩物體的速度恰好相同。2.解“追及”、“相遇”問題的思路(1) 根據(jù)對兩物體的運動過程分析，畫出物體運動示意圖(2) 根據(jù)兩物體的運動性質(zhì)，分別列出兩個物體的位移方程，注意要將兩物體的運動時 間的關(guān)系反映在方程中(3) 由運動示意圖找出兩物體位移間的關(guān)聯(lián)方程(4) 聯(lián)立方程求解注意抓住一個條件： 是兩物體的速度滿足的臨界條件。如兩物體距離最大、最小，恰好追上或恰好追 不上等；兩個關(guān)系：是時間關(guān)系和位移關(guān)系。若被追趕的物體做勻減速運動，注意在追上前，該物體是否已經(jīng)停止運動

8、例題 7.為了安全，在公路上行駛的汽車之間應(yīng)保持必要的安全距離.高速公路由于霧 天最高限速為v=72 km/h，甲轎車以v= 72 km/h的速度行駛時，發(fā)現(xiàn)正前方的乙車正以36 km/h的速度勻速行駛，甲車輛的司機從發(fā)現(xiàn)這一情況，經(jīng)操縱剎車，到汽車開始減速 所經(jīng)歷的時間t=0.5 s(即反應(yīng)時間)，若甲車的剎車加速度大小為4 m/s2求：(1)要保證兩車不相碰，甲車的剎車時間至少要多少？(2)要保證兩車不相碰，兩車間的距離x至少應(yīng)為多少？2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用5 / 10考點二：汽車剎車類冋題例題8.汽車以10 m/s的速度在平直公路上勻速行駛，剎車后經(jīng)2 s速度變?yōu)?

9、m/s,求:剎車后2 s內(nèi)前進的距離及剎車過程中的加速度.(2)剎車后前進9 m所用的時間.(3)剎車后8 s內(nèi)前進的距離.考點三：紙帶問題的分析判斷物體的運動性質(zhì)根據(jù)勻速直線運動特點x=vt，若紙帶上各相鄰的點的間隔相等，則可判斷物體做勻速直 線運動。2由勻變速直線運動的推論xaT ，若所打的紙帶上在任意兩個相鄰且相等的時間內(nèi)物 體的位移之差相等，則說明物體做勻變速直線運動 求加速度(1)逐差法(2)vt圖象法利用勻變速直線運動的一段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度的推論，求出各 點的瞬時速度，建立直角坐標系(Vt圖象)，然后進行描點連線，求出圖線的斜率k=a.例題8.一物體做勻變速直

10、線運動，已知初速度為vo,末速度為v，試比較中間時刻點的 速度與中間位移點速度的大小.例題 9.為了測量重力加速度，某學(xué)校研究性學(xué)習(xí)小組的一位同學(xué)，利用做自由落體運動的重物， 牽引紙帶通過打點計時器打出若干條紙帶，從中選出一條清晰的，由紙帶上打出的某一 點開始，每5個點剪下一段紙帶，按圖所示，使每一條紙帶下端與x軸重合，左邊與y軸平行，將紙帶段粘貼在直角坐標系中，已知交流電源的頻率為50 Hz，則重力加速度是_ m/s2保留兩位有效數(shù)字）.除了上述利用自由落體測量重力加速度的方法外，你還有沒有更簡便的方法？請簡述測量原理及方法并寫出所用器材.X6X5X4X3X29pXi2 打點計時器紙帶處理基

11、本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用6 / 10例題 10.如圖所示，某同學(xué)在做 研究勻速直線運動”實驗中，由打點計時器得到表示小 車運動 過程的一條清 晰紙帶，紙帶上兩相鄰計 數(shù)點的時間 間隔為T=0.10s其中Xi=7.05cm、X2=7.68cm、X3=8.33cm、X4=8.95cm X5=9.61cm、X6=10.26cm，貝U A點處 瞬時速度的大小是_m/s，小車運動的加速度計算表達式為_，加速度的大小是 _m/s2。2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用7 / 10懷仁名師教育高一物理配餐打點計時器、運動學(xué)公式1某物體以2 m/s2的加速度從某一時刻開始做勻加速直線運動，貝U該物體（）A任意

12、1 s的末速度都是該1 s初速度的2倍B任意1 s的末速度都比該1 s初速度大2 m/sC任意1 s的初速度都比前1 s的末速度大2 m/sD.1 s后的速度為2 m/s2.（雙選）一輛汽車從甲地開往乙地， 先由靜止啟動做勻加速直線運動， 然后保持勻速直線運動，最后做勻減速直線運動，當(dāng)速度減為0時剛好到達乙地從汽車啟動開始計時，下表給出了某些時刻 汽車的瞬時速度，據(jù)表中的 數(shù)據(jù)通過分析、計算可以得出汽車（）A.勻加速直線運動經(jīng)歷的時間為4.0 s B勻加速直線運動經(jīng)歷的時間為5 .0 sC勻減速直線運動經(jīng)歷的時間為2.0 sD勻減速直線運動經(jīng)歷的時間為4.0 s3.（雙選）關(guān)于用打點計時器探究

13、小車速度隨時間變化規(guī)律的實驗，下列說法中正確的是（）A打點計時器應(yīng)固定在長木板上，且靠近滑輪一端B開始實驗時小車應(yīng)靠近打點計時器一端C.應(yīng)先接通電源，待打點穩(wěn)定后再釋放小車D.牽引小車的鉤碼個數(shù)越多越好4.如圖所示，甲、乙、丙三物體從同一地點沿同一方向做直線運動，在t1時刻，三物體相比（）時刻（S）1.02.03.05.07.09.510.5速度(m/s)3.06.09.012129.03.08 / 102 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用v甲=v乙=v丙；x甲x乙x丙；a丙a乙a甲；甲、丙之間距離最大；甲、乙、丙相遇.A.正確B.正確C.正確D.全正確5.小型玩具火箭從地面先勻加速上升

14、，燃料用盡后最后落 回地面，其運動的vt圖象如圖所示，求：上升階段和下降階段的加速度；(2)火箭離地面的最大高度；(3)從發(fā)射到落地，火箭經(jīng)歷的時間為多少？6.某同學(xué)利用一架固定好的自動相機，用同一張底片多次曝光的方法，拍下了一輛小轎車 啟動后不久做勻加速直線運動的照片.相鄰兩次曝光的時間間隔為2.0 s.已知小轎車的 車長為4.5 m.他用刻度尺測量照片上的長度關(guān)系，結(jié)果如圖所示，請你估算：(1)這輛小轎車的加速度；小轎車在照片中的第2個像所對應(yīng)時刻的瞬時速度大小v.2 打點計時器紙帶處理基本公式的推導(dǎo)和應(yīng)用9 / 107在某品牌汽車4S店，一顧客正在測試汽車的加速、減速性能某段時間內(nèi)汽車以

15、36km/h的速度勻速行駛?cè)羝囈?.6 m/s2的加速度加速，則10 s后速度能達到多少？若 汽車以0.6m/s2的加速度剎車，則10 s后和20 s后速度各減為多少？打點計時器答案：1B2AC3BC4C解析：（1）從照片上可得， 刻度尺的1 cm相當(dāng)于實際長度3 m,量出前后兩段位移分 別為4.00cm和6.70 cm,對應(yīng)的實際位移分別為12 m和20.1 m,已知T=2.0 s,由X =aT2可得2.0 m/s2.又根據(jù)這4 s內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，可得照片中第2個像對應(yīng)12+20.1的速度v=40 m/s8.0 m/s.答案：（1）2.0 m/s2 （2）8.0 m/s解析：初