实验：用打点计时器探究匀变速直线运动.docx

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1、实验：用打点计时器探究匀变速直线运动【知识点】一、打点计时器1、电磁打点计时(1)电磁打点计时器是一种记录的仪器,它使用的是电源，工作电压在以下，电源频率为,即每隔打一个点(2)电磁打点计时器的构造34561、2、八Jf(3)工作原理接通电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，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打下一系列的点。2、电火花打点计时器(I)电火花打点计时器使用电源，工作电压为,频率为(2)电火花打点计时器的原理和电磁打点计时器相同。不过在纸带上打点的

2、不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔，并夹在两条纸带之间。当接通电源按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，从而在运动的纸带上打出一系列的点。二、探究匀变速直线运动1、实验目的：(1)练习打点计时器的使用，掌握数据处理(2)利用纸带求各点瞬时速度和加速度2、实验计算方法(1)瞬时速度的计算方法：v/2=V=(2)加速度的计算方法：(逐差法)3、实验器材小车、细线、钩码、一端有定滑轮的长木板、打点计时器、纸带、电源、导线、刻度尺4、实验步骤(1)把一端有定滑轮的长木板放在桌面上，并把定滑轮深处桌面，把打点计时

3、器固定在长木板的另一端，接好电路(2)把一条细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮，并把下面挂上合适的钩码，接通电源，待打点计时器稳定后再放开小车，让小车拉着纸带运动，打完一条纸带后立即关闭电源(3)换上新纸带重复操作三次(4)从所打的纸带中选择一条最清晰的，舍去开头一些过于密集的点，找一个合适的点作为计时起点(5)选择相隔0.1s的若干个记数点进行测量，把数据填入表格(6)计算各点的瞬时速度和运动的加速度5、数据处理一般每个5各点作为一个记数点，这样相邻的记数点的时间间隔为O.Is(1)计算某点瞬时速度(匕/2=M=)VB=，=(2)求加速度(苍“一再，=)6、实验的注意事项(I)打点计时器纸带限

4、位孔要与长木板纵轴位置对齐在固定，使纸带、小车、拉线盒定滑轮在一条直线上(2)小车的加速度应大一些，可以减小长度测量误差(3)小车运动要平稳，纸带、细线要与模板平行(4)释放小车前，小车要停靠在靠近打点计时器的位置，开启电源后，待打点计时器工作平稳后再释放小车。同时，用手在模板另一端准备按住小车，放置钩码落地和小车与定滑轮相撞，实验结束后先关闭电源后取下纸带(5)选取计数点时可去掉纸带刚开始过于密集的部分7、误差分析本实验误差主要来源于X和7(1)两相邻计数点距离测量不够精确带来误差；减小方法：(2)电源频率不稳定使了不稳定带来误差频率过大，V,a；频率过小，V,a；(3)纸带和打点计时器限位

5、孔之间摩擦带来误差8、实验可能出现的问题及其原因现象原因解决方法打点不清晰1、2、3、打的不是点，而是1、短线2打双点【例题讲解】例1如图所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果.(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：Cn1).S2S1S3S2S-J-S3S5S4Se-S5S各位移差与平均值最多相差cm,由此可以得出结论：小车的位移差在范围内相等，所以小车的运动是S(2)根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a=-1=ms2.根据*尸中,可求出吁言z2S

6、5-S2.B S , 3.2-ms2,Se-S3明=飞干ms2,所以，W=吐中:O.ms2o例2、如图是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带.F*-X0.901.10一二1iSP：，ItHIIIIJIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIHIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII-)Oeml2345(1)已知打点计时器电源频率为50Ilz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为.(2)AB、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出.从图中读出AB两点间距X=；C点对应的速度是(计算结果保留三位有效数字)。例3、一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次

7、曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图所示。由于底片保管不当，其中位置4处被污损.若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1s,则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为ms2o位置4对应的速度为ms,能求出4的具体位置吗？求解方法是：(不要求计算，但要说明过程)。123456II11I1111111AI11111111111M1IOj102030401cm例4、在“研究匀变速直线运动”的实验中，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了0、A、B、C、D、E、F共7个计数点(图中每相邻两个记数点间还有四个打点计时器打下的点未画出），如图1一4一1

8、1所示.打点计时器接的是50HZ的低压交流电源.他将一把亳米刻度尺放在纸带上，其零刻度和记数点O对齐，从刻度尺上直接读取数据记录在表中。IIlHlUIIIllHhIIIIl山IWllHllhHIIl山IIHIIIIHhIIlluI由Illl 山山山 IlIHllIIIIHHIIHll OAB C DEFr-O123456789cm101图1一4一12【巩固练习】1：打点计时器是（）A.测量时间的仪器B.测量加速度的仪器C.测量长度的仪器D.测量速度的仪器2 .根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔B.位移C.加速度D.平均速度3 .一同学在用打点计时器做“

9、测匀变速直线运动加速度”的实验时，纸带上打出的点不是圆点，而是如下图所示的一些短线，如图所示，这可能是因为（）A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.打点针压得过紧4 .在用打点计时器研究匀变速直线运动时，如测得各连续相等的时间间隔内位移之差不是一个恒量，其主要原因是()A.长度测量不精确B.打点计时器打点的间隔不均匀C.运动中受到变化的摩擦力作用D.木板未调成水平5 .图示的纸带是由斜面下滑的小车通过打点计时器拉出来的，打点的时间间隔是0.02s,现按每10个点划分纸带，数据已标在图上，则小车运动的加速度6 .做匀变速运动的小车的纸带上被打点计时器打下了一系列

10、的点，纸带的一部分如图所示,按时间先后，依次是A、B、C三个计数点，每两个计数点间另有4个打点计时器打的实际点.若A、B之间距离为45mm,B、u；C之间距离为35mm,打点计时器所用交流频率为50Hz,则小车运动时A、C加速度大小为.7 .某次用打点计时器研究匀变速运动的实验中，用打点计时器打出小车带动的纸带如图，电源的频率为50Hz.在纸带上按时间顺序取0、1、2、3、4、5共六个计数点，每相邻的两点间均有四个点未画出.用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离标在了纸带下面，则小车的加速度大小为,方向21.8?26.1628.94(Cm)8 .用打点计时器测量物体做匀变速直线运动的瞬时速

11、度(1)测量原理根据的公式V=.(2)用打点计时器打出下落重锤带动的纸带如图，电源的频率为50Hz,从纸带上连续取出A、B、C、D四个点，用米尺量出A、B、C、D到计数点0的距离标在纸带下面.则打下B点时重锤的瞬时速度VB=ms,打下C点时重锤的瞬时速度VC=ms.ABC20.0024.18 28.7633.74(cm)9 .用打点计时器打出下落物体带动的纸带如图.电源的频率为50Hz,从纸带上连续取出A、B、C、D、E、F六个计数点，用米尺测出A、B两点间距离S=4.08cm,E、F两点间距离$2=5.64cm,试写出用Si、S2和相邻两点间时间间隔T计算重力加速度的公式g=,代入数据求出1

12、0 .电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器.当电源频率为501IZ时，振针每隔一秒打一次点.现在用打点计时器测定物体的加速度.当电源频率低于50HZ时，如果仍按频率为50HZ的时间间隔打一次点计算，则测出的加速度数值频率为50HZ时测出的加速度的数值.（后一空格填写大于、小于或等于）11 .如图是某次实验时用打点计时器打出的一条纸带.计时器所用电源的频率为50Hz.图中A、B、C、D、E为按时间顺序所取的五个计数点，A、B、C、D、E各点与O点的距离在图中标出（单位是cm）,贝IJ打B点时纸带的运动速度大小是ms,纸带运动过程中的加速度大小是ms2.ABCDC08.7816.0821.8726.1628.94)(Cm)12 .某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条（每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz.饮位：cm5.7.04|9.09|11.18|13.2715.32OABCDEF由这些已知数据计算：该匀变速直线运动的加速度a=ms2o与纸带上D点相对应的瞬时速度V=m/so（答案均要保留3位有效数字）