高中物理必修一學案打點計時器

1、.必修一專題四 記錄物體的運動信息一、 知識回顧1.打點計時器打點計時器是一種記錄物體運動的 和 信息的儀器。打在紙帶上的點，記錄了紙帶的運動信息，如果把紙帶和物體連在一起，紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置。（1）電磁打點計時器：它是利用電磁感應原理打點計時的一種儀器。當接通 低壓 電源時，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動起來，位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點，這時，如果紙袋運動，振針就在紙帶上打出一系列點。當交流電源的頻率是50Hz時，它每隔 打一個點，即打出的紙袋上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。（2）電火花打點計時器：它時利用火花放電在紙帶上打出點跡的計

2、時儀器。當通電 交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到負極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡。當交流電源的頻率是50Hz時，它每隔 打一個點，即打出的紙袋上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力 ，比電磁打點計時器實驗誤差 。2.使用打點計時器時應該注意以下問題：（1）電源的電壓要符合要求，電磁打點計時器應使用 交流電源；電火花計時器使用 交流電源。（2）使用電火花打點計時器時，應注意把 條紙帶正確穿好，墨粉紙盤 ；使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過 ，壓在復寫紙 面。（3）使用打點計時器時，應先

3、接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。（4）釋放前，應使物體?？吭?打點計時器的位置。（5）打點計時器在紙帶上應打出輕重合適的 ，如打出的是短橫線，就調(diào)整一下 距復寫紙片的高度，使之增大一點。（6）紙帶的選擇，要選擇點跡清晰、分布合理的紙帶，找計數(shù)點時舍掉開始歸于密集的點。（7）出現(xiàn)誤差較大的原因是阻力過大。可能是 、 、 、復寫紙不符合要求等。3.實驗數(shù)據(jù)處理（1）根據(jù)紙帶分析物體的運動情況并能計算平均速度在紙帶上相鄰兩點的時間間隔均為0.02 s(電源頻率為50 Hz)，所以點跡密集的地方表示紙帶運動的速度小。根據(jù)v，求出任意兩點間的平均速度，這里x可以用直尺測量出兩點間的距離，t為兩

4、點間的時間間隔數(shù)與0.02 s的乘積這里必須明確所求的是哪兩點之間的平均速度（2）粗略計算瞬時速度某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在內(nèi)的兩點間的平均速度來表示，如圖142所示，vEDG或vEDF.圖142說明：在粗略計算E點的瞬時速度時，可利用v公式來求解，但須注意的是，如果取離E點越接近的兩點來求平均速度，這個平均速度越接近E點的瞬時速度，但是距離過小會使測量誤差增大，應根據(jù)實際情況選取這兩個點4.利用vt圖象分析物體的運動（1）vt圖象用橫軸表示時間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標系根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標系中描點，然后用平滑的曲線把這些點連接起來，即得到如圖143所示的vt圖象。圖143

5、圖144（2）vt圖象的意義vt圖象非常直觀地反映了 的情況，它并不是物體運動的軌跡。（3）勻速直線運動的vt圖象勻速直線運動的vt圖象是與時間軸平行的直線，如圖144所示，直線a、b分別表示va4 m/s，vb8 m/s.145從勻速直線運動的vt圖象中不僅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根據(jù)位移公式xvt，在vt圖象中就對應著邊長分別為v和t的一個矩形面積，如圖145中畫斜線的部分?！緟⒖即鸢浮?.位移，時間 （1）46V，交流，0.02s （2）220V，0.02s2.（1）46V，220V （2）2，夾在兩紙帶之間，限位孔，下 （4）靠近（5）小圓點，振針 （7）壓紙框架壓紙帶過

6、緊，紙帶邊緣不整齊，紙帶不平直4.（2）速度隨時間變化 二、題型訓練1.根據(jù)打點計時器打出的紙帶，可以從紙帶上不經(jīng)過計算而直接得到的物理量是（ ）A.位移 B.時間間隔 C.加速度 D.平均速度2.下列關(guān)于使用電磁打點計時器的說法正確的是（ ）A.不要在未放紙帶時通電打點，每次打點完畢，應及時切斷電源，切忌長時間通電使用B.每打完一條紙帶，要將復寫紙調(diào)整一下，確保下一次打點清晰C.若發(fā)現(xiàn)振片振幅不穩(wěn)定，應調(diào)節(jié)振片螺母，以使振片穩(wěn)定D.若打出的點帶尾巴或雙點，是由于振針太長所造成的，應適當調(diào)整振針的長度3.當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點跡。下列關(guān)于紙帶上點跡的說法中正確的是（

7、）A.點跡記錄了物體運動的時間B.點跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移C.紙帶上點跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D.紙帶上點跡的分布情況反映了物體的運動情況4.某同學在用打點計時器做實驗時，得到的紙帶如圖所示，請你判斷一下這可能是因為（ ）A.打點計時器錯接在直流電源上B.電源的電壓不穩(wěn)C.電源的頻率不穩(wěn)定D.振針壓得過緊5.關(guān)于打點計時器打出的紙帶，下列敘述中正確的是()A點跡均勻，說明紙帶做勻速運動B點跡變稀，說明紙帶做加速運動C點跡變密，說明紙帶做加速運動D相鄰兩點間的時間間隔相等6.通過打點計時器得到的一條紙帶上的點跡不均勻，下列判斷正確的是()A點跡密集的地方物體運動

8、的速度較大B點跡密集的地方物體運動的速度較小C點跡不均勻說明物體做變速運動D點跡不均勻說明打點計時器有故障7.打點計時器所用的電源是50 Hz的交流電，其相鄰點的時間間隔是T，若紙帶上共打出N個點，這紙帶上記錄的時間為t，則下列各式正確的是()AT0.02 s，tNT BT0.05 s，t(N1)TCT0.02 s，t(N1)T DT0.05 s，tNT8.圖148是一位同學利用電磁打點計時器打出的一條紙帶，相鄰點的時間間隔為0.02 s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1 mm的直尺，試計算拖著紙帶做直線運動的物體：(1)在AC這段時間內(nèi)的平均速度；(2)在B點的瞬時速度9. 一同學利用打點計時器打

9、出的紙帶分析小車的運動速度時，從幾條紙帶中選出了一條不很完整的紙帶，如圖141所示紙帶上有六個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出，所用交流電的頻率為50 Hz，相鄰計數(shù)點之間的距離已標在圖中，單位是厘米圖141(1)計算06點之間的平均速度；(2)打點計時器打第4個點時小車的瞬時速度接近多少？【參考答案】1.AB（點撥：因為打點計時器每隔0.02 s打一次點，根據(jù)紙帶上打點的個數(shù)可確定出時間間隔，故A正確；由刻度尺可直接測量出兩點間距離即位移大小，故B正確；速率和平均速度可通過上述A、B項，再進行計算方可求得，因此C、D項錯） 2.ABCD 3.ABD 4.D 5.ABD 6.BC 7.C 8. 解析(1) x4.00 cm，A到C共10個點，9個時間間隔，所以A到C所用的時間t0.02 s×90.18 s，所以AC這段時間內(nèi)的平均速度0.22 m/s；(2)根據(jù)公式vB來計算B點的瞬時速度。為了盡量精確，取靠近B點的左右兩個點，左邊點在刻度尺上的讀數(shù)是1.77 cm，右邊點在刻度尺上的讀數(shù)是2.65 cm，那么x2.65 cm1.77 cm0.88 cm，兩點間相隔的時間為t0.02 s×20.04 s，所以B點的瞬時速度vB0.22