高中物理人教版第一章運(yùn)動的描述4實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時器測速度【區(qū)一等獎】

第4節(jié)實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪么螯c(diǎn)計(jì)時器測速度并分析物體的運(yùn)動情況二、實(shí)驗(yàn)原理：（1）用打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出的點(diǎn)記錄物體的時間和位移信息；（2）用刻度尺量取位移；（3）由求一段時間內(nèi)的平均速度；（4）由求出某段時間內(nèi)的平均速度來代替這段時間中間時刻的瞬時速度。三、實(shí)驗(yàn)裝置【儀器介紹】打點(diǎn)計(jì)時器（電磁打點(diǎn)計(jì)時器或電火花計(jì)時器）、紙帶、長木板電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花計(jì)時器：電磁打點(diǎn)計(jì)時器靠磁體與電流的作用帶動探針振動通過復(fù)寫紙打點(diǎn);它使用電源，由學(xué)生電源供電，工作電壓在以下，當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔打一個點(diǎn)，通電前把紙帶穿過，并使它處在復(fù)寫紙的面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，便振動起來，帶動其上的上下振動。這時，如果紙帶運(yùn)動，振針就通過復(fù)寫紙片在紙帶上留下一行小點(diǎn)，如果把紙帶跟運(yùn)動的物體連在一起，即由物體帶動紙帶一起運(yùn)動，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時間間隔中物體的;；2、電火花計(jì)時器靠產(chǎn)生電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn),它的工作電壓為V交流電，這種計(jì)時器工作時，紙帶運(yùn)動受到的阻力比較，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較。四、實(shí)驗(yàn)步驟步驟要點(diǎn)電磁打點(diǎn)計(jì)時器電火花計(jì)時器（1）固定打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)計(jì)時器邊緣與木板邊緣；（2）穿紙帶讓紙帶從復(fù)寫紙的下面穿過讓紙帶從墨粉紙盤下面穿過（3）啟動計(jì)時器先啟動計(jì)時器后拉動紙帶，便于檢查打點(diǎn)是否清晰（4）關(guān)閉電源，取下紙帶打完點(diǎn)后，立即關(guān)閉電源五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理問題1：上述紙帶上的點(diǎn)直接記錄的物體運(yùn)動信息有：。問題2：通過測量可以得到的物體運(yùn)動信息有。問題3：通過計(jì)算可以求取的物體運(yùn)動信息有。問題4：紙帶左端一些密集的點(diǎn)能否作為有效數(shù)據(jù)？?！纠咳鐖D所示，打點(diǎn)計(jì)時器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用刻度尺測量情況如圖所示，以A點(diǎn)對應(yīng)時刻為計(jì)時起點(diǎn)，后，物體發(fā)生的位移是圖中段，其大小為m；這段時間內(nèi)的的平均速度為________m/s，A、D間的平均速度是________m/s；B點(diǎn)的瞬時速度更接近于________m/s，C點(diǎn)的瞬時速度約為________m/s?！痉此肌?、在測量位移大小時，有這樣兩種方案：（1）將刻度尺的0刻度線對準(zhǔn)A點(diǎn)，然后讀出B、C、D點(diǎn)所對應(yīng)的刻度值，即測出AB、AC、AD的長度，再用相減的方法求出BC和CD段的長度；（2）用刻度尺測三次，分別測出AB、BC和CD的長度。你覺得更好的方案是，理由：。誤差分析：主要誤差來源減小誤差的方法紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器間的摩擦用電火花計(jì)時器代替電磁打點(diǎn)計(jì)時器紙帶、限位孔和木板邊緣平行測量長度時的誤差采用一次測量用平均速度來代替瞬時速度將選用的時間間隔盡量縮小紙帶異常情況的分析：異常情況可能原因解決方法打點(diǎn)時間間隔不穩(wěn)定交流電頻率不穩(wěn)定換用穩(wěn)定的電源紙帶上點(diǎn)跡不清晰（主要針對電磁打點(diǎn)計(jì)時器）電壓過低或永久磁鐵磁性太弱將電壓調(diào)高或更換磁體振片（或振針）位置過高調(diào)節(jié)振片（或振針）位置復(fù)寫紙使用過久換用新的復(fù)寫紙打出短線（主要針對電磁打點(diǎn)計(jì)時器）電壓過高或永久磁鐵磁性太強(qiáng)將電壓調(diào)低或更換磁體振片（或振針）位置過低調(diào)節(jié)振片（或振針）位置打出雙點(diǎn)（主要針對電磁打點(diǎn)計(jì)時器）振針?biāo)蓜訉⒄襻樥{(diào)緊用表格法和圖象法分析數(shù)據(jù)，便于找運(yùn)動規(guī)律【例】在“用打點(diǎn)計(jì)時器測速度”的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示給出了從0點(diǎn)開始，每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶，其中0、1、2、3、4、5、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn)。測得x1＝cm，x2＝cm，x3＝cm，x4＝cm，x5＝cm，x6＝cm。那么：將以上1－5點(diǎn)的速度錄入下列表格中（以A點(diǎn)為計(jì)時起點(diǎn)）：時間/s速度/ms-1將表格中的速度時間關(guān)系反應(yīng)到v-t圖象中：由圖象可知，該物體在這段時間內(nèi)的運(yùn)動情況為。【練習(xí)鞏固】1、打點(diǎn)計(jì)時器振針打點(diǎn)周期取決于（）A．交流電源電壓的高低B．交流電源的頻率C．永久性磁鐵的磁性強(qiáng)弱D．振針與復(fù)寫紙間的距離2、對電火花計(jì)時器和電磁打點(diǎn)計(jì)時器的有關(guān)說法中，正確的是（）①電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花計(jì)時器都是使用交流電源②兩種打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣③電火花打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打點(diǎn)也是靠振針和復(fù)寫紙④電磁打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的是電火花和墨粉A．①②B．③④C．①③D．②④3、利用打點(diǎn)計(jì)時器打下的紙帶（）A．能準(zhǔn)確測出某點(diǎn)的瞬時速度B．能近似測出某點(diǎn)的瞬時速度C．能準(zhǔn)確測出某段時間內(nèi)的平均速度D．可用任意兩點(diǎn)間的平均速度準(zhǔn)確表示某點(diǎn)的瞬時速度一學(xué)生在練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時，紙帶上打出的不是點(diǎn)，而是一些短線，這可能是因?yàn)椋ǎ〢．打點(diǎn)計(jì)時器錯接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)定C．電源的頻率不穩(wěn)定D．振針壓得過緊5、如圖所示是拖動紙帶時打點(diǎn)計(jì)時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為s，試估算打點(diǎn)計(jì)時器打下B、C、D各點(diǎn)時的瞬時速度：vB＝________m/s，vC＝______m/s，vD＝________m/s?！咀鳂I(yè)】1．電磁打點(diǎn)記時器是一種記時工具，關(guān)于它的使用以下說法正確的是（）A．使用電壓為220V交流電B．使用電壓為220V直流電C．使用電壓為4V～6V直流電D．使用電壓為4V～6V交流電2．電磁打點(diǎn)記時器振針打點(diǎn)的周期，決定于（）A．交變電壓的高低B．交變電流的頻率C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱D．振針與復(fù)寫紙的距離3．利用記時器打出的紙帶，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔，下列說法正確的是（）A．每隔4個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為sB．每隔5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為sC．每隔5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為sD．每5個點(diǎn)取一個計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為s4．根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，我們可以在紙帶上直接讀出的物理量是（）A．時間間隔B．位移C．瞬時速度D．平均速度5．接通電源與釋放紙帶（或物體），這兩個操作時刻的關(guān)系應(yīng)當(dāng)是（）A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶的同時接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以在練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時，紙帶上打出的是一些短線，這可能是因?yàn)椋ǎ?A．打點(diǎn)計(jì)時器錯接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)定 C．打點(diǎn)計(jì)時器使用的電壓過高D．振針到復(fù)寫紙片的距離太小如圖所示，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶，判斷哪條紙帶表示物體做勻速運(yùn)動（）8．電磁打點(diǎn)計(jì)時器是使用_______電源的_______儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時器的工作電壓是_______V；電火花計(jì)時器上的電源插頭應(yīng)插在______V的_______電源插座上。當(dāng)使用的交流電頻率為50Hz時，它每隔_______s打一次點(diǎn)。9．使用打點(diǎn)計(jì)時器時，紙帶應(yīng)穿過___________，復(fù)寫紙應(yīng)套在___________上，并要放在紙帶______面。10．某同學(xué)選出一條打好的紙帶，從能看得清的點(diǎn)開始數(shù)起，共有15個點(diǎn)，則打這15個點(diǎn)的過程中，紙帶運(yùn)動的時間為______s。（所用電源頻率為50Hz）11．打點(diǎn)計(jì)時器使用的交變電流的頻率原為50Hz，若某次實(shí)驗(yàn)中交變電流的實(shí)際頻率偏小而未被發(fā)覺，則紙帶上記錄的時間與真實(shí)值比較將___