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人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度习题
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这是一份人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度习题，共2页。
电磁打点计时器工作电源为交流6 V、50 Hz.实测工作中电源为6 V、10 V均可工作，为什么电磁打点计时器在实验中工作电压要从交流4 V开始？可从两方面说明.
打点计时器的制造过程存在着分散性.如振动钢片的固有振动频率、电磁线圈的电感量、永久磁体的磁性等几方面，不同计时器之间存在着差异，安装过程中的位置以及振动片振动大小的调整也会存在差异，这就导致不同打点计时器之间达到正常工作时所需的工作电压有一定差异，有些计时器在4 V时即可正常打点，而有些计时器却要达到6 V时工作才较正常.
从学生电源交流输出电压看，面板上标识的交流电压数只是一个大概的数值，与实际电压值有一定差别，如果要知道电压的准确值，可用交流电压表测量.
以J1202型学生电源为例.交流输出电压标称值为2 V、14 V，每2 V一挡，共七挡.空载最高输出电压≤17 V.各挡满载时的工作电流额定为2 A.各挡满载输出电压U≤U标+1 V.
交流4 V挡的满载电压最高可达5 V，6 V挡满载电压最高可达7 V.而打点计时器工作时的电流为80 mA、13 mA,只是电源满载电流的、.
所以打点计时器工作时的实际电压值接近空载电压.所以选择4 V挡实际上的工作电压在5 V左右，完全可以满足电压条件.
如果打点计时器工作电压过高，例如某一打点计时器能在4 V电压下很好地打点，若事实上要在6 V挡下工作（实际工作电压可能达7 V以上）则振动片振动过大，振针由于这种情况会出现打“双点”现象，带来测量误差.
电火花计时器电源直接采用220 V交流电源，不存在机械振动问题.工作时由高压放电产生电火花，故仪器的一致性较高于电磁打点计时器.电火花计时器的分散性表现在输出脉冲电流的大小为150 mA——300 mA之间.脉冲电压高达30 kV，脉冲强度可击穿8 mm空气间隙.即使不同仪器的指标并不完全一致，但是并不需调整电源电压，这一点较电磁打点计时器显得方便.
高速摄影与频闪摄影
人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影.普通闪光灯持续发光时间可达到1/20 000 s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了.然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级.后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上.
高速摄影有广泛的用途.例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的部位.又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等.借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究.
高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用.以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马.借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识.
闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术.频闪摄影的关键器材是电子频闪灯.当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光.闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多.高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次.
用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果.如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄动体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄动体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂.相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多.
伽利略发现摆的等时性
伽利略（Galile Galilei,1564——1642）注重实验，勤于思考，善于从人们熟视无睹的平凡事件中，挖掘出不平凡的道理.
据说，有一次伽利略在教堂做礼拜的时候，注意到教堂屋顶悬挂着的一盏吊灯摇摆不定.这本是一个平凡的事件，但他在观察一段时间后发现，灯的摆动幅度不一样，有的大、有的小，但如果以脉搏跳动的次数为标准来测量吊灯的摆动，吊灯每摆动一次所用的时间都差不多.这一发现引起伽利略的思考：是不是其他物体的摆动也跟吊灯一样有规律可循？
带着这一问题，伽利略开始动手研究摆动的规律，并设计了相应的实验，他在实验后发现，物体摆动一次所用的时间，跟摆动幅度的大小、物体的轻重没关系，只与摆绳的长度有关.这一摆动规律称为摆的等时性.后来，荷兰科学家惠更斯根据这个原理，制成了历史上第一座自摆钟.从此，时间的误差可以减少到用秒来计算.
人类一直在致力于如何精确地测量时间.在伽利略之前，人们根据前人的经验和探究，制成了诸如中国古代的水钟、漏刻等测量时间的仪器.这些仪器制作精良，是人类智慧的结晶，但它们只是从技术上反映了人们对时间的理解，而伽利略关于摆的等时性的发现，使人类对时间的精确测量进入理性的高度，为后人制作科学测量时间的仪器提供了一种科学方法.根据科学发现进行技术创新，进而为人类社会服务的事例不胜枚举，希望大家从中得到一点启示.
电磁打点计时器工作电源为交流6 V、50 Hz.实测工作中电源为6 V、10 V均可工作，为什么电磁打点计时器在实验中工作电压要从交流4 V开始？可从两方面说明.
打点计时器的制造过程存在着分散性.如振动钢片的固有振动频率、电磁线圈的电感量、永久磁体的磁性等几方面，不同计时器之间存在着差异，安装过程中的位置以及振动片振动大小的调整也会存在差异，这就导致不同打点计时器之间达到正常工作时所需的工作电压有一定差异，有些计时器在4 V时即可正常打点，而有些计时器却要达到6 V时工作才较正常.
从学生电源交流输出电压看，面板上标识的交流电压数只是一个大概的数值，与实际电压值有一定差别，如果要知道电压的准确值，可用交流电压表测量.
以J1202型学生电源为例.交流输出电压标称值为2 V、14 V，每2 V一挡，共七挡.空载最高输出电压≤17 V.各挡满载时的工作电流额定为2 A.各挡满载输出电压U≤U标+1 V.
交流4 V挡的满载电压最高可达5 V，6 V挡满载电压最高可达7 V.而打点计时器工作时的电流为80 mA、13 mA,只是电源满载电流的、.
所以打点计时器工作时的实际电压值接近空载电压.所以选择4 V挡实际上的工作电压在5 V左右，完全可以满足电压条件.
如果打点计时器工作电压过高，例如某一打点计时器能在4 V电压下很好地打点，若事实上要在6 V挡下工作（实际工作电压可能达7 V以上）则振动片振动过大，振针由于这种情况会出现打“双点”现象，带来测量误差.
电火花计时器电源直接采用220 V交流电源，不存在机械振动问题.工作时由高压放电产生电火花，故仪器的一致性较高于电磁打点计时器.电火花计时器的分散性表现在输出脉冲电流的大小为150 mA——300 mA之间.脉冲电压高达30 kV，脉冲强度可击穿8 mm空气间隙.即使不同仪器的指标并不完全一致，但是并不需调整电源电压，这一点较电磁打点计时器显得方便.
高速摄影与频闪摄影
人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影.普通闪光灯持续发光时间可达到1/20 000 s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了.然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级.后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上.
高速摄影有广泛的用途.例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的部位.又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等.借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究.
高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用.以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马.借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识.
闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术.频闪摄影的关键器材是电子频闪灯.当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光.闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多.高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次.
用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果.如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄动体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄动体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂.相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多.
伽利略发现摆的等时性
伽利略（Galile Galilei,1564——1642）注重实验，勤于思考，善于从人们熟视无睹的平凡事件中，挖掘出不平凡的道理.
据说，有一次伽利略在教堂做礼拜的时候，注意到教堂屋顶悬挂着的一盏吊灯摇摆不定.这本是一个平凡的事件，但他在观察一段时间后发现，灯的摆动幅度不一样，有的大、有的小，但如果以脉搏跳动的次数为标准来测量吊灯的摆动，吊灯每摆动一次所用的时间都差不多.这一发现引起伽利略的思考：是不是其他物体的摆动也跟吊灯一样有规律可循？
带着这一问题，伽利略开始动手研究摆动的规律，并设计了相应的实验，他在实验后发现，物体摆动一次所用的时间，跟摆动幅度的大小、物体的轻重没关系，只与摆绳的长度有关.这一摆动规律称为摆的等时性.后来，荷兰科学家惠更斯根据这个原理，制成了历史上第一座自摆钟.从此，时间的误差可以减少到用秒来计算.
人类一直在致力于如何精确地测量时间.在伽利略之前，人们根据前人的经验和探究，制成了诸如中国古代的水钟、漏刻等测量时间的仪器.这些仪器制作精良，是人类智慧的结晶，但它们只是从技术上反映了人们对时间的理解，而伽利略关于摆的等时性的发现，使人类对时间的精确测量进入理性的高度，为后人制作科学测量时间的仪器提供了一种科学方法.根据科学发现进行技术创新，进而为人类社会服务的事例不胜枚举，希望大家从中得到一点启示.
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