实验：用打点计时器测速度\n一．了解打点计时器1．作用及分类：交流0.02s位移电磁电火花2．电磁打点计时器(1)6V(2)振片振针3．电火花计时器(1)220V4．两种计时器误差比较：电火花二、根据纸带计算平均速度三、粗略计算瞬时速度平均瞬时四、速度－时间图象(v-t图象)速度时间\n一.练习使用打点计时器1．实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V低压交流电,电火花计时器接220V交流电)．(3)先接通电源开关,再用手水平拉动纸带,纸带上就打下一行小点,随后立即关闭电源．(4)取下纸带,从能看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n－1个,则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02s.(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v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度．\n2．注意事项(1)使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带．(2)打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置．(3)打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源．(4)对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．\n二．用打点计时器测量瞬时速度1．实验原理取包含这一位置在内的一小段位移Δx,根据v=Δx/Δt,测出这一段位移内的平均速度,用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．一般地,取以这个点为中间时刻的一段位移来计算．如图所示,E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表,即vE=Δx/Δt\n2.数据处理把纸带上能看得清的某个点作为起始点O,以后的点分别标上A、B、C、D、……,如图所示,依次测出各点到O点的距离,依次算出OA、AB、BC、……的距离x1、x2、x3、…….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=(x1+x2)/2T、vB=(x2+x3)/2T、vC=(x3+x4)/2T、vD=(x4+x5)/2T＝、…….把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速直线运动.位置ABCDEFGv/(m·s－1)\n3.注意为了减小实验误差,计数点要间隔T=0.1s选一个,即每隔四个点取一个计数点,而计算计数点的瞬时速度时,Δx、Δt应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间,即v=(xn+xn+1)/2T0123比如：\n三.用图象表示速度用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立平面直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点,然后用平滑的曲线把这些点连接起来,即得到运动物体的v-t图象,如图所示为某质点的v-t图象．请同学们观察图象并分析以下问题．(1)v-t图象是不是质点运动的轨迹？从v-t图象中可以知道哪些信息？(2)匀速直线运动的v-t图象有什么特点？(1)v-t图象不是质点运动的轨迹．从v-t图象中可知任意时刻速度的大小和方向．答案(2)匀速直线运动的v-t图象是与时间轴平行的直线,如图所示,直线a、b分别表示va＝4m/s,vb＝8m/s直线\n例1：使用打点计时器时应注意()A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器,都应该把纸带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面B.使用打点计时器时应先接通电源,再拉动纸带C.使用打点计时器拉动纸带时,拉动的方向应与限位孔平行D.打点计时器只能连续工作较短时间,打点之后要立即关闭电源电磁打点计时器使用复写纸,电火花计时器不用复写纸,BCD解析为减小摩擦打点计时器不能长时间连续工作\n例2：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正确的是()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位置和某段时间内的位移C．纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状D．纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况打点计时器每隔一定的时间间隔打下一个点,因而点迹记录了物体运动的时间ABD解析根据纸带上不同时刻的位置或某段时间内的位移,求出速度；进而了解物体的运动情况不能反映物体的质量和形状．根据打点计时器的原理进行筛选\n例3：如图所示是“用打点计时器测速度”实验时得到的一条纸带的一部分,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…,现测得0、1间的距离x1＝5.18cm,1、2间的距离x2＝4.40cm,2、3间的距离x3＝3.62cm,3、4间的距离x4＝2.78cm,4、5间的距离x5＝2.00cm,5、6间的距离x6＝1.22cm(每0.02s打一次点)．(1)根据测量数据,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度,并填在下表中位置12345v/(m·s-1)解析某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示\n(1)根据测量数据,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度,并填在下表中例3：如图所示是“用打点计时器测速度”实验时得到的一条纸带的一部分,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…,现测得0、1间的距离x1＝5.18cm,1、2间的距离x2＝4.40cm,2、3间的距离x3＝3.62cm,3、4间的距离x4＝2.78cm,4、5间的距离x5＝2.00cm,5、6间的距离x6＝1.22cm(每0.02s打一次点)．位置12345v/(m·s-1)解析由图象可知,小车速度均匀减小\n1.用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填上适当的内容,然后按实际操作的合理顺序,将各步骤的字母代号按顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低压________(选填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B．把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过_____,并压在________下面．交流限位孔复写纸\nBAEDCF(n－1)×0.02sC．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.D．切断电源,取下纸带,如果共有n个清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt＝_______________.E．打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点．F．利用公式＝计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是________________．\n2.如图所示,打点计时器所用电源的频率为50Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点间的距离如图所示,则：AC＝________mm,AD＝________mm.那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为________m/s,纸带在AD间的平均速度为________m/s；B点的瞬时速度更接近于________m/s.对描述B点的瞬时速度来说,AC段所取的位移间隔更小,更接近B点的真实速度,即B点的瞬时速度更接近于0.35m/s14.025.00.350.420.35解析平均速度=位移/时间
