物理必修14 实验：用打点计时器测速度学案

这是一份物理必修14 实验：用打点计时器测速度学案，共5页。

（一）课程要求
1．了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本结构，理解其基本工作原理。
2．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。
3．会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。
4．能运用实验数据描绘v-t图象，并根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。
（二）重、难点
重点：1．打点计时器的使用方法。
2.会计算物体的平均速度和纸带上各点的瞬时速度。
难点：各点瞬时速度的计算
强化基础
1.下列关于电磁打点计时器的说法中正确的是（ ）
A. 必须使用低压交流电源
B.可以使用低压交流电源也可以使用低压直流电源
C. 当电源频率为50HZ时，打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02s
D. 当电源频率为50HZ时，打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.1s
2.关于打点计时器打点时间间隔的长短，下列说法正确的是( )
A. 电源电压越高，打点计时器通过的电流越强，计时器打点速度就会越快，每打两个点的时间间隔就会越短
B. 手拉纸带速度越大，纸带运动越快，计时器打点速度就会越快，每打两个点所需时间间隔就会越短
C. 打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定，与电源电压的高低和纸带的运动速度的大小均无关
D. 以上都不对
3.当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列关于纸带上点迹的说法中，哪些是正确的 ( )
A. 点迹记录了物体运动的时间
B. 点迹记录了物体在不同时刻的对应位置和某段时间内的位移
C. 根据点迹在纸带上的分布情况，可以近似求出某点的瞬时速度
D. 纸带上点迹的分布情况，反映物体的运动情况
υ
A
B
C
t
0
图1
4．A、B、C三个物体沿同一直线运动，其对应的v-t图象如图1所示，则下列判断正确的是（ ）
A．B、C两物体具有相同的初速度
B．B、C两物体一定从同一点出发
C．A物体做匀速直线运动
D. A、B、C三个物体的运动方向都相同
5.关于“用打点计时器测速度”的实验说法正确的有
A.使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行
B.使用打点计时器时，应先拉动纸带，再接通电源
C.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
D.使用打点计时器时，应先将打点计时器进行固定
F.在测量计数点间长度的时候，要用刻度尺一次测量多个数据，不要一段一段的测量，以减少误差
6．某次实验中，打点计时器使用交流电的频率为50Hz，打出的纸带如图2所示,图中O点为纸带的第一个点，接下来的几个点模糊,因此从较为清晰的A点开始，每五个点取一个计数点。则在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带的运动是加速还是减速？纸带运动的平均速度是多大？ B点的瞬时速度为多大？
O
A
B
1.30
C
D
E
F
G
3.45
6.34
10.08
14.40
19.55
单位:cm
图2
提升能力
7．在“用打点计时器测速度”的实验中，用手拖动纸带打出一系列点迹。在打好的纸带上选出6个连续清晰的点，测得第1点到第6点的距离为12cm，则在此过程中手运动的平均速度为（ ）
A． 1.0m/s B． 0.24m/s
图3
C． 1.2m/s D．0.2m/s
8.一个物体作直线运动的 v-t 图象如图3所示，由图判断：
（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？
（2）在0～时间内，运动的方向是否变化？
（3）在0～时间内，速度的大小是否变化？
怎样变化，是加速还是减速？
9.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图4所示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。
4.38cm
3.62cm
5.20cm
5.99cm
6.80cm
7.62cm
A
B
C
D
E
F
G
图4
（1）由图可求出A点到F点的平均速度是 m/s
(2)试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(结果保留3位有效数字)
图5
υ/（m/s）
t/s
0.8
0.7
0.6
0.5
0.3
0.4
0
0.2
0.1
0.3
0.4
0.5
(3)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图5的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间的变化图象
感悟经典
阅读材料：打点计时器原理及使用
我们以J0203型打点计时器为例，介绍打点计时器的工作原理。如右图．当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永磁体的磁场就使簧片向下运动，振针就在纸带上打出一个点；当交流电为负半周时，电流方向如图乙，簧片左端变为s极，永磁体的磁场就使簧片向上运动．如此反复作用，簧片就振动起来．制造时使簧片的固有频率为50赫兹，等于交流电的频率，这样簧片就发生共振，振动频率也是50赫兹，即周期为O．02秒，并且有较大的振幅。于是振针就每隔O．02秒向纸带上打出一个清晰的点。打点计时器在使用前应进行检验，打点周期的等时性不好的要进行调整。振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点，并对纸带产生过大的摩擦阻力。纸带在使用前要整平，以免造成打点间隔变化或点迹不清晰．每打完一条纸带，要将圆形复写纸片的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰。打点器是按间歇工作设计的，每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏．在纸带上测量长度时，不要用短尺一段一段她测量后相加，以免误差积累。打出的纸带要贴在实验报告中，作为原始记录。
第四节 实验：用打点计时器测速度
一.强化基础
1.AC 2.C 3.ABCD 4.AD 5.ADF 6. 加速 m/s=36.50m/s m/s=25.20m/s
二.提升能力
7.C 8.（1）具有一定的初速度 (2) 0～运动的方向不变,为正方向，时刻方向改变，～运动的方向为负方向 （3）0～增加，～不变，～减小为零，～反向增加 9. (1) 0.52
(2)
(3)图略


数值（m/s）







数值（m/s）
0.400
0.479
0.560
0.640
0.721