實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

關(guān)于實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度第一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一實(shí)驗(yàn)原理1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較項(xiàng)目比較

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器組成結(jié)構(gòu)工作電壓6V以下交流電源220V交流電源打點(diǎn)周期0.02s功能計(jì)時(shí)儀器第二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一第三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一4．v

-t圖象及其畫(huà)法以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)計(jì)算出的不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，最后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)就得到了一條能夠描述速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖象。實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。第四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一實(shí)驗(yàn)過(guò)程一、實(shí)驗(yàn)步驟1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。2．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與6V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過(guò)兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙的下面。3．接通電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。4．取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)。如果共有n個(gè)點(diǎn)，則用Δt＝0.02×(n－1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt。第五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一第六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一二、數(shù)據(jù)處理1．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度(1)選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶。(2)從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5×0.02s＝0.1s。在紙帶上用O、A、B、C、D…標(biāo)出這些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示。用刻度尺依次測(cè)出OA、OB、OC、OD…的距離是s1、s2、s3、s4…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2…確定出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4…第七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一2．用圖象表示速度用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到如圖所示的v-t圖象。第八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一

誤差分析1．利用平均速度來(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度帶來(lái)系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來(lái)求平均速度。2．分段測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x帶來(lái)誤差。減小此誤差的方法是一次測(cè)量完成，即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。第九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一

注意事項(xiàng)1．如果在紙帶上數(shù)出了n個(gè)點(diǎn)，那么，它們的間隔數(shù)是(n－1)個(gè)，它們的時(shí)間間隔為(n－1)×0.02s。2．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶。3．手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集。4．使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤(pán)位于紙帶上方；使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。第十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【例1】(2017·?？诟咭粰z測(cè))電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用________(選填“直流”或“交流”)電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓為4～6V。當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過(guò)限位孔，復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的上面。儀器安裝好后，讓紙帶運(yùn)動(dòng)之前應(yīng)先將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源開(kāi)關(guān)________(選填“斷開(kāi)”或“接通”)。第十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【解析】

電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種測(cè)量時(shí)間的儀器，需要使用6V以下的低壓交流電源，它每隔一個(gè)周期打一個(gè)點(diǎn)，因此紙帶上相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為一個(gè)周期，即0.02s，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過(guò)限位孔，復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的上面，打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮?/p>

交流0.02接通第十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一變式訓(xùn)練1

（多選）關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理和使用方法，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流電源，交流頻率通常為50HzB．如果紙帶上相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.08sC．如果打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)先密集后稀疏，則說(shuō)明紙帶的速度由小變大D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在220V電源上，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在6V電源上第十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【解析】

打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流電，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用6V以下的低壓交流電源；電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源，相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是0.1s。【答案】

AC第十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【例2】

(2017·珠海高一檢測(cè))某同學(xué)在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖，在紙帶上依次選出7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)以O(shè)、A、B、C、D、E和F，每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率是50Hz。第十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一(1)如果測(cè)得C、D兩點(diǎn)間距x4＝2.70cm，D、E兩點(diǎn)間距x5＝2.90cm，則據(jù)此數(shù)據(jù)計(jì)算在打D點(diǎn)時(shí)的速度公式為_(kāi)_______，小車(chē)的速度值vD＝________m/s。(保留三位有效數(shù)字)(2)該同學(xué)分別算出其他點(diǎn)的速度：vA＝0.220m/s，vB＝0.241m/s，vC＝0.258m/s，vE＝0.300m/s，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)表格將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中，并在坐標(biāo)系中作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，設(shè)O點(diǎn)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)。第十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一(3)由所作v-t圖象判斷小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況是怎樣的？【解析】(1)D點(diǎn)為CE的中間時(shí)刻，所以可以認(rèn)為D點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于CE間的平均速度，即vD＝，代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得vD＝0.280m/s。第十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一第十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一變式訓(xùn)練2

(安徽模擬)用接在50Hz交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況。某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶如圖所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、1、2、3…量得0與1兩點(diǎn)間的距離x1＝30mm，2與3兩點(diǎn)間的距離x3＝48mm，則小車(chē)在0與1兩點(diǎn)間的平均速度v1＝________m/s，在2與3兩點(diǎn)間的平均速度v3＝________m/s。據(jù)此判定小車(chē)做________。第二十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】

0.3

0.48加速運(yùn)動(dòng)第二十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一1．(多選)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶(

)A．能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度B．只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度C．能準(zhǔn)確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度D．可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度第二十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【解析】

在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶的數(shù)據(jù)處理中，我們只能用與計(jì)數(shù)點(diǎn)靠得很近的一段距離的平均速度粗略表示計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，故A、D錯(cuò)誤，B正確。而對(duì)于Δx和Δt是可以準(zhǔn)確測(cè)得的，故可測(cè)得Δt內(nèi)的平均速度，C正確?！敬鸢浮?/p>

BC第二十三頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一2．(浙江學(xué)業(yè)水平模擬)如圖為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象。關(guān)于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．質(zhì)點(diǎn)甲向所選定的正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙與甲的運(yùn)動(dòng)方向相反B．質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同C．在相同的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同D．不管質(zhì)點(diǎn)甲、乙是否從同一地點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離一定越來(lái)越大第二十四頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【解析】

由圖象知質(zhì)點(diǎn)甲、乙的運(yùn)動(dòng)方向是相反的，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；速度方向相反，相同時(shí)間位移方向相反，不可能相同，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；甲、乙反向，若是背向運(yùn)動(dòng)，則它們的間距增大，但若是相向運(yùn)動(dòng)，則它們的間距在減小?！敬鸢浮?/p>

A第二十五頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一第二十六頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】

BD第二十七頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一4．(1)在做用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其電源頻率為50Hz，常用的“電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”使用的電壓是________V的________(選填“直流電”或“交流電”)，它們是每隔________s打一個(gè)點(diǎn)。(2)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源和讓紙帶開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作之間的時(shí)間順序關(guān)系是(

)A．先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)B．先讓紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源C．讓紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源D．先讓紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以第二十八頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【解析】

(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是6V以下的交流電，一般是4～6V。打點(diǎn)間隔為交流電的頻率的倒數(shù)，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，打點(diǎn)周期是0.02s。(2)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)使打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在上面打出點(diǎn)跡，故A項(xiàng)正確?！敬鸢浮?/p>

(1)4～6交流電0.02

(2)A第二十九頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一5．如圖所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)出各點(diǎn)間的距離如圖所示，則：AC＝________mm，AD＝________mm。那么由此可以算出紙帶在AC間的平均速度為_(kāi)_______m/s，紙帶在AD間的平均速度為_(kāi)_______m/s；B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于________m/s。第三十頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】

14.0

25.0

0.35

0.42

0.35第三十一頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一6．(2017·鹽城高一檢測(cè))如圖所示是用小車(chē)拖動(dòng)紙帶，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定速度打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn)。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s。試求：(1)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度；(2)作出速度—時(shí)間圖象。第三十二頁(yè)，共三十五頁(yè)，編輯于2023年，星期一【答案】

(1)0.26m/s

(2)見(jiàn)解