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物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 实验：用打点计时器测速度 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 [ 目标定位 ] 1. 了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用打点计时器 2. 掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度 3. 理解速度随时间的变化图象，并能根据图象分析物体的运动 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 实验基础 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 [实验原理及操作 ] 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 [ 数据处理及分析 ] 一、数据处理 1 ． 计算纸带的平均速度 ：从打第 1 个点到打第 n 个点，纸带的运动时间为 Δ t＝ 0.02( n － 1) s ，纸带的位移为 Δ x ，纸带的平均速度 v ＝Δ xΔ t。

2 ． 用打点计时器测量瞬时速度 (1) 选取一条点迹清晰便于分析的纸带 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 (2) 从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔 T ＝ 5 × 0. 02 s ＝ 0.1 s 在纸带上用 O 、 A 、 B 、 C 、 D „ 标出这些 “ 计数点 ” ，如图所示 用刻度尺依次测出 OA 、 OB 、 OC 、 OD „ 的距离是 s1、 s2、 s3、 s4„ ，再利用x1＝ s1， x2＝ s2－ s1、 x3＝ s3－ s2„ 确定出 OA 、 AB 、 BC 、 CD „ 之间的距离 x1、 x2、x3、 x4„ 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 (3) A 、 B 、 C 、 D „ 各点的瞬时速度分别为 v A ＝x 1 ＋ x 22 T、 v B ＝x 2 ＋ x 32 T、 v C ＝x 3 ＋ x 42 T、 v D ＝x 4 ＋ x 52 T„ 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 3 ． 用 v t 图象描述物体的速度 (1) 以速度 v 为纵轴，时间 t 为横轴建立直角坐标系。

(2) 根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点 (3) 用平滑曲线把这些点连接起来，即得到 v t 图象 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 二、误差分 析 1 ．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度带来系统误差为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移 Δ x 来求平均速度 2 ．分段测量计数点间的位移 x 带来误差减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点 O 的距离，再分别计算出各计数点间的距离 3 ．作图时，描点、连线存在偶然误差为减小误差，应选取合适的坐标单位，利用坐标纸作图 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 三、注意事项 1 ．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带 2 ．手拉纸带时速度应适当快一些，以防点迹太密集 3 ．使用电火花计时器时，应注 意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面 4 ．使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。

5 ．对纸带进行测量时，不要分段测量各段位移，要用长尺一次测量完毕 ( 可先统一测量出各个测量点到起始测量点 O 之间的距离 ) 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 典例研析 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 打点计时器的使用 (1) 电磁打点计时器是一种使用 _______ _ 电源的计时仪器，它的工作电压为 ________V ，当电源频率为 50 H z 时，它每隔 ____ ____s 打一次点 使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过 ____ ____ ，复写纸套在 ________ 上，并要放在纸带的 ______ 面；应把 ________ 电源用导线接在接线柱上；打点时应先 ____ ____ ，再让纸带运动 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 (2) 电火花计时器如图甲、乙所示，试回答下列问题： ① 电源插头所接电源为 ________ ② 当按下脉冲输出开关时，在 ______ __ 和 ________ 间产生火花放电，于是在纸带 ________ 上打出一列点痕，当电源频率是 50 Hz 时，它每隔 ________ s 打一次点。

③ 墨粉纸盘夹在两条纸带之间，而不用一条纸 带的原因是 __________________________________________________________________ __________________________________ _______________________________ 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 电火花计时器与电磁打点计时器相比较其优越性在于 ___ _____ 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 解析： (1) 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，需要使用 4 ～ 6 V 低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上两个点之间的时间间隔为一个周期，使用电磁打点计时器时，纸带应穿过两个限位孔，复写纸套在定位轴上，打点时应先接通电源，再让纸带运动 (2) 电火花计时器使用的是 220 V 交流电源，是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器，当交流电源频率是 50 H z 时，每隔 0.02 s 打一次点，实验时用两条纸带的原因是为了使墨粉纸盘很好地转动，均匀地被使用。

电火花计时器与电磁打点计时器相比， 纸带运动时受到的阻力较小，误差较小 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 答案： (1) 交流 4 ～ 6 0.02 两个限位孔 定位轴 上 低压交流 接通电源 (2) ① 220 V 交流电源 ② 放电针 墨粉纸盘 1 0.02 ③ 墨粉纸盘可很好地转动，均匀地被使用 纸带运动阻力很小 【 规律方法 】 两种计时器的区别：工作电压不同；工作原理不同；打点方式不同 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 [ 即学即练 ] 1 ． ( 多选 ) 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上不需要计算而直接得到的物理量是 ( ) A ．时间 间隔 B ．位移 C ．瞬时速度 D ．平均速度 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 解析： 因为两个点的时间间隔为 0. 02 s ，所以从打下的纸带上数一下点的个数就可知道时间间隔，所以选项 A 正确；直接用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移，所以选项 B 正确；因为从纸带上不能直接得到瞬时速度、平均速度，只可以间接计算，所以选项 C 、 D 错误。

答案： AB 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 纸带的测量、分析和计算 (2016· 山东临沂重点中学联考 ) 某同学在 “ 测匀变速直线运动的加速度 ” 的实验中，用打点计时器 ( 频率为 50 Hz ，即每 0.02 s 打一个点 ) 记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 、 G 共 7 个计数点其相邻点间还有 4 个点未画出其中 x1＝ 7.05 c m 、 x2＝ 7.67 c m 、 x3＝ 8. 29 c m 、x4＝ 8.91 c m 、 x5＝ 9 .53 c m 、 x6＝ 10.15 c m 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 (1) 关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是 ________ A ．先接通电源，后释放纸带 B ．先释放纸带，后接通电源 C ．释放纸带同时接通电源 D ．先接通电源或先释放纸带都可以 (2) 各相邻计数点间的时间间隔 T ＝ ___ _____ s (3) 小车在 F 时刻的瞬时速度为 _______ _ m /s 。

( 结果保留两位有效数字 ) 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 解析： (1) 为了在纸带上打下更多的点，应该先接通电源，后释放纸带， A正确 (2) 由于相邻点间还有 4 个点未画出，所以各相邻计数点间的时间间隔 T ＝ 0 .1 s (3) 根据 v n ＝x n ＋ x n ＋ 12 T可以计算出 F 时刻的瞬时速度约为 0.98 m /s 答案： (1)A (2)0.1 (3)0.98 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 【易误警示】 用公式 v n ＝x n ＋ x n ＋ 12 T求速度时应注意以下几点： (1) 时间间隔，明确纸带 上的点是实验点还是计数点 (2) 单位，纸带上的距离一般以 cm 为单位，计算时一定要转换成国际单位 m (3) 有效数字，题目有明确要求的一定严格按要求保留结果 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 [ 即学即练 ] 2 ． (2016· 三明高一检测 )(1 ) 使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤： A ．把电火花计时器固定在桌子上 B ．安好纸带 C ．松开纸带让物体带着纸带运动 D ．接通 220 V 交流电源 E ．按下脉冲输出开关，进行打点 这些步骤正确的排列顺序为 _________ __________ ____ ____________ 。

物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 (2) 如图所示，用毫米刻度尺测量得： AB ＝ 4.56 c m 、 AC ＝ 1 2.16 c m 、 AD ＝ 22.5 2 cm 、 AE ＝ 36.06 cm ，则打 C 点时小车的速度大小为 ___ _____ m /s ；小车在 AE 段的平均速度为 _____ ___ m / s ( 结果保留三位有效数字 ) 物 理 必修 1 第一章 运动的描述 实验基础 典例研析 随堂演练 解析： (1) 排列顺序时应注意： ① 应在安装电火花计时器后安装纸带； ② 应先接通电源，后释放纸带 (2) 做变速直线运动的物体在某一时刻的速度可以 用以该时刻为中间时刻的一段时间的平均速度表示。