14实验用打点计时器测速度讲义.doc

第一章 运动的描述 §1.4实验：用打点计时器测速度（学案） 一、基础知识： （一）实验原理 1．两种打点计时器(电磁打点计时器和电火花计时器)在接通50 Hz的交流电源时，打点时间间隔都是0.02 s.2．当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，纸带上各点之间的间隔就表示相应时间间隔中物体的位移，根据平均速度的定义式＝，当Δt很短时，可以认为等于t时刻的瞬时速度． 实验器材 打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、交流电源、导线等． 电磁打点计时器 电火花计时器电源种类 6V以下交流电220 V交流电打点频率 0.02 s、频率50Hz 打点时间间隔0.02 s、频率50Hz 打点方式 振针通过复写纸在纸带上打点 火花放电使墨粉在纸带上成点 阻力来源 纸带与限位孔的摩擦； 振针与纸带打点接触时的摩擦 纸带与限位孔的摩擦； 摩擦阻力比电磁打点计时器电火花计时器电磁打点计时器实验步骤 1．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸的下面． 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接． 3．打开电源开关，用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下了一系列点． 4．关闭电源，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，纸带的运动时间Δt＝0.02(n－1) 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Δx. 6．利用公式＝，计算出纸带在这段时间内的平均速度． 7．A、B、C、D…如图所示，测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…. 数据处理 1．表格法 打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝，vD＝…把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动 1 2 3 4 5 6 (Xn+Xn+1)/m ? v/(m/s) ? ? ? ? ? ? 2．图象法 (1)图象的描绘：以速度v为纵轴、时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系．根据测得的速度值在坐标系中描点，然后用平滑的曲线将这些点连接起来，就得到了一条能够描述纸带运动的速度v与时间t关系的图象．称为速度—时间图象简称速度图象，即vt图象．(2)v-t图象的意义 vt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． (3)vt图象中反映的物理量 ①任一时刻速度的大小方向速度为正，表示物体沿规定的正方向运动，速度为负，表示物体沿规定正方向的反方向运动．v-t图象电磁打点计时器是一种使用___________电源的计时仪器，它的工作电压为________，当电源频率为50 Hz时，它每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过______，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的________面；应把__________电源用导线接在接线柱上；打点时应先________，再让纸带运动．例2、 如图所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02 s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每隔一点选定的计数点．根据图中标出的数据，纸带上A、C两点对应的时间为______s，纸带在A、D间的平均速度为______cm/s，打B点时纸带的瞬时速度为______cm/s，你能求出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？答：__________ _____. 变式练习：打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s.一t图象判断物体的运动 例3、 图是甲、乙两物体运动的速度图象，下列说法正确的是(　 　) A．物体甲处于静止状态B．物体乙刚开始时以5 m/s的初速度与甲物体同向运动 C．物体甲在最初3 s内的位移为30 mD．物体乙的运动方向在1 s时发生变化 某物体的vt图象如图所示，则该物体(　 　) A．做往复运动B．做匀速直线运动 C．朝某一方向做直线运动D．以上说法均不正确1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器接通频率恒定的电源，在纸带上打出一系列点迹．下列关于纸带上点迹的说法中，正确的是(　 　) A．点迹越密集，说明物体运动越快B．点迹越密集，说明物体运动越慢 C．点迹越密集，说明振针打点越快D．点迹越密集，说明振针打点越慢 2．一同学做实验时，发现纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是(　 　) A．交流电压不稳定B．打点计时器接在直流电源上 C．电源频率不稳定D．振针压得过紧