2019版高中物理 專題1.4 實驗：用打點計時器測速度預(yù)習(xí)學(xué)案 新人教版必修1知識點梳理一.兩種打點計時器1.電磁式打點計時器：電磁打點計時器是一種能按照相等時間間隔，在紙帶上連續(xù)打點的儀器。所用電源應(yīng)是交流電源，通常的工作電壓在6V以下，當(dāng)電源的頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次點，如圖甲所示2.電火花計時器：電火花計時器的計時原理與電磁打點計時器相同，不過在紙帶上打點的不是振針和復(fù)寫紙，而是電火花和墨粉，所用電源為交流電源，且通常工作電壓為220V，當(dāng)電源的頻率為50Hz時，每隔0.02s打一次點如圖乙所示3.使用電池打點計時器時，紙帶應(yīng)穿過限位孔，復(fù)寫紙?zhí)自谳S上，放在紙帶的 （填“上面”或“下面”）打點時應(yīng)先接通電源（填“接通電源”或“釋放紙帶”）后釋放紙帶（填“接通電源”或“釋放紙帶”）4.紙帶上記錄的是一段時間內(nèi)運(yùn)動物體通過的位移對于從實驗中得到的紙帶，紙帶上的點有疏有密，點跡密集的地方表示物體運(yùn)動的速度較?。ㄌ睢拜^大”或“較小”）二.求瞬時速度1.求瞬時速度根據(jù)B、D兩點間的位移 和時間 ，算出物體在這兩點間的平均速度，可以用這個平均速度代表物體經(jīng)過C點時的瞬時速度。2.使用光電門傳感器來測速度時，若擋光板的寬度為d，擋光時間為t，則通過光電門時的速度為 考點題組訓(xùn)練題組一 練習(xí)使用打點計時器1.(多選)下列關(guān)于打點計時器的認(rèn)識中，正確的是()A 電磁打點計時器的工作電壓是6 V，所以可以用4節(jié)1.5 V的干電池供電B 電火花打點計時器使用的是220 V交流電源，可以直接接入生活用電C 使用電火花打點計時器打點過程中，發(fā)現(xiàn)打的點跡很不清晰、顏色偏淡，則可能需要更換新的墨粉紙盤D 在使用打點計時器時，當(dāng)接入電源頻率為50 Hz時，則每0.02 s 打一個點【答案】BCD 2.如圖所示是電火花計時器的示意圖電火花計時器和電磁打點計時器一樣，工作時使用_（選填“交流”或“直流”）電源其工作時的基本步驟如下：A當(dāng)紙帶完全通過電火花計時器后，及時關(guān)閉電火花計時器B將電火花計時器電源插頭插入相應(yīng)的電源插座C將紙帶從墨粉紙盤下面穿過打點計時器D接通開關(guān)，聽到放電聲，立即拖動紙帶運(yùn)動上述步驟正確的順序是（按順序填寫步驟編號）【答案】交流；CBDA 【解析】：電火花計時器和電磁打點計時器一樣，工作時使用交流電源，當(dāng)電源的頻率為50 Hz時，它每隔0.02 s打一次點；實驗步驟要遵循先安裝器材后進(jìn)行實驗的原則進(jìn)行上述步驟正確的順序是CBDA3.以下關(guān)于打點計時器的說法正確的是()A電磁打點計時器和電火花計時器都不可以接直流電源，應(yīng)該接6V以下的低壓交流電源B電磁打點計時器和電火花計時器都用到一張黑色小紙片，它其實就是復(fù)寫紙C電磁打點計時器是利用火花放電的原理進(jìn)行工作的儀器D電火花計時器與電磁打點計時器比較，它的實驗誤差較小【答案】D 4. 關(guān)于紙帶上打點間隔的分析，下列說法正確的是（）A沿著點跡運(yùn)動的方向看去，點間距離越來越小，說明紙帶在做加速運(yùn)動B沿著點跡運(yùn)動的方向看去，點間距離越來越小，說明紙帶在做減速運(yùn)動C紙帶上點間間隔相等，表示紙帶是勻速運(yùn)動的D紙帶上點間間隔相等，表示紙帶是變速運(yùn)動【答案】BC 【解析】 沿著紙帶運(yùn)動的方向看去，點間距離越來越小，相鄰的計數(shù)點間的時間間隔不變，所以紙帶在做減速運(yùn)動，故A錯誤，B正確；紙帶上點間間隔相等，表示紙帶運(yùn)動是勻速的，故C正確，D錯誤；5.用打點計時器可測紙帶運(yùn)動的時間和位移下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序?qū)懺诳瞻滋嶢在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_(填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上B把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過_，并壓在_下面C用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離x.D切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間t_.E打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點F利用公式計算紙帶運(yùn)動的平均速度實驗步驟的合理順序是_【答案】交流限位孔復(fù)寫紙(n1)0.02 sBAEDCF；【解析】：電磁打點計時器使用低壓交流電源，使用時應(yīng)將紙帶穿過電磁打點計時器的限位孔，并放于復(fù)寫紙的下方；紙帶上記錄的時間t(n1)0.02 s合理的實驗步驟為B、A、E、D、C、F.題組二 測量瞬時速度1.某同學(xué)在做“練習(xí)使用打點計時器”實驗時打出的紙帶如圖所示，每兩點之間還有四個點沒有畫出來，圖中上面的數(shù)字為相鄰兩點間的距離，打點計時器的電源頻率為50 HZ（1）相鄰兩個計數(shù)點間的時間為 （2）打第四個計數(shù)點時紙帶的速度v1= m/s【答案】（1）0.1 s；（2）1.2 2.在實驗中，某同學(xué)得到一張打點清晰的紙帶如圖所示，要求測出D點的瞬時速度本實驗采用包含D點在內(nèi)的一段間隔中的平均速度來粗略地代表D點的瞬時速度，下列幾種方法中最準(zhǔn)確的是()AvD，t10.14 sBvD，t20.06 sCvD，t30.1 sDvD，t40.04 s【答案】D 【解析】求D點的瞬時速度，最準(zhǔn)確的應(yīng)是包含該點與該點相鄰的兩點之間的平均速度C選項錯在時間間隔上，CE間的時間間隔應(yīng)為0.04 s.3.如下圖所示是研究勻變速直線運(yùn)動的實驗中得到的一條紙帶，舍去前面比較密集的點，從0點開始每5個點取一個計數(shù)點：0、1、2、3、4、5、6，量得s11.30 cm，s23.10 cm，s35.38 cm，s48.16 cm，s511.45 cm，s615.26 cm，(1)計算打下1、2、3、4、5五個計數(shù)點時小車的瞬時速度(要求保留3位有效數(shù)字)(2)將1、2、3、4、5各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如下圖所示的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線【答案】 (1) 0.1550.2040.2530.3040.355（2）(2)根據(jù)所求出各點速度大小，采用描點法得出圖象如下所示：4.如圖所示，氣墊導(dǎo)軌上滑塊經(jīng)過光電門時，其上的遮光條將光遮住，電子計時器可自動記錄遮光時間t.測得遮光條的寬度為x，用近似代表滑塊通過光電門時的瞬時速度為使更接近瞬時速度，正確的措施是 ()A 換用寬度更窄的遮光條B 提高測量遮光條寬度的精確度C 使滑塊的釋放點更靠近光電門D 增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角【答案】A5.光電計時器是一種常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)一輛帶有擋光片的小車從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示擋光片的擋光時間現(xiàn)有一輛小車帶有寬度為d（很窄）的擋光片做勻變速直線運(yùn)動，先后通過第一個光電門和第二個光電門，光電計時器記錄下的擋光時間分別是t1和t2，擋光片從第一個光電門運(yùn)動到第二個光電門用時t（1）小車通過第一個光電門的平均速度為_；（2）如果將小車通過光電門的平均速度看作小車的瞬時速度，小車從第一個光電門運(yùn)動到第二個光電門的加速度為_。【答案】（1）（2）6.光電計時器是一種常用的計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a，b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有滑塊從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示出物體的擋光時間現(xiàn)在某滑塊在斜面上滑行，先后通過光電門1和2，計時器顯示的擋光時間分別為t15102s，t23102s，從光電門1到光電門2所經(jīng)歷的總時間t0.15 s，用分度值為1 mm的刻度尺測量小滑塊的長度為d，示數(shù)如圖乙所示實驗中可計算得出滑塊的長度d為_cm，滑塊通過光電門1的速度v1為_m/s，滑塊通過光電門2的速度v2為_m/s，滑塊的加速度大小為_m/s2.(結(jié)果保留兩位小數(shù))【答案】4.450.891.483.937.像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間現(xiàn)利用圖乙所示裝置測量，乙圖中MN是水平桌面，PQ是長1 m左右的木板，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0102s和2.0102s用游標(biāo)卡尺測量小滑塊的寬度d.讀出滑塊的寬度d5.015 cm.則滑塊通過光電門1的速度v1_m/s，滑塊通過光電門2的速度v2_m/s.【答案】1.0032.508【解析】擋光時間就是滑塊通過光電門的時間，由于時間很短，所以該過程中的平均速度近似等于滑塊通過光電門的速度，故v1m/s1.003 m/s，v2m/s2.508 m/s.