高中物理专题1.4实验用打点计时器测速度讲基础版含解析新人教版必修1.doc

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1、第一章运动的描述1．4实验用打点计时器测速度※知识点一、电磁打点计时器（1）原理接通交流电源后，在线圈和永久磁铁有作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动，这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点（2）构造（3）工作电压：交流6V以下※知识点二、电火花计时器（1）构造：（2）原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发动的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹（3）工作电压：220V★两种打点计时器的比较★打点计时器的作用※知识点三、练习使用打点

2、计时器1、操作步骤（1）固定计时器（2）穿纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源2、纸带的简单处理——测平均速度（1）需测量的量：位移（两点间的距离）、时间（两个点之间的点迹的个数）（2）关系式：3、测瞬时速度★实验步骤1．了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上．2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6V的低压交流电源的接线柱相连接，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面．3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．4．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多

3、少个点．如果共有n个点，则用Δt＝0.02×(n－1)s计算出纸带的运动时间Δt.5．用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δx，利用公式＝计算纸带在这段时间内的平均速度．把测量和计算的结果填入表中．★数据处理1．用打点计时器测量瞬时速度(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带．(2)从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s．在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”，如图所示．依次测出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…(3

4、)A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝、vD＝…★误差分析1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身会带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．2．若采用分段测量计数点间的位移x，会使测量误差增大．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离．★注意事项1．如果在纸带上数出了n个点，那么，它们的间隔数是(n－1)个，它们的时间间隔为(n－1)×0.02s.2．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计

5、时器打点稳定后，再拉动纸带．3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．※知识点四、用图像表示速度1、图像特点：直观2、常用作图法（1）描点作图（2）据函数关系式作图3、作图步骤（1）建系（2）描点（3）作图4、速度－时间图像（v-tgraph）拓展：其它常用测速度的方法除用打点计时器测速度外，还可用以下的方法进行测量：1．借助传感器用计算机测速度图是一种运动传感器的原理，这个系统由A

6、、B两个小盒子组成，将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上，接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与传感器A等高。小车上A盒发射器对着接收器B，并处在同一直线上。将接收传感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数据输入计算机，利用专门软件可以分析小车的位移与时间的关系。将这些位移和对应的时间差再利用计算机进行处理，就可以分析小车的速度随时间的变化。根据小车的两个位置变化可求得Δx，两位置的相间差为Δt，则小车速度v＝。2．利用光电门测瞬时速度实验装置如图所示，使一辆小车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有光电

7、门，其中A管发出光线，B管接收光线。当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电门的时间。根据遮光板的宽度Δx和测出的时间Δt，就可以算出遮光板通过光电门的平均速度(＝)。由于遮光板的宽度Δx很小，可以认为这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。3．利用频闪照相分析计算物体的速度频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法。在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.1s闪光一次，即每秒闪

8、光10次。当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置。通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。图中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1s，这样便记录了物体运动的时间。物体运动的位移则可以用尺子量出。与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率，而相同时间间隔出现的影