第二讲打点计时器的使用实验一用打点计时器测速度1.要点概览⑴电磁打点计时器和电火花计时器的构造及工作原理；⑵打点计时器的使用方式及测瞬时速率的技巧；⑶用v-t图象进行数据剖析。2.内容解读⑴电磁打点计时器和电火花计时器①用途：计时仪器，同时记录不同时刻的位置，从而可检测各点间的距离（物体位移）②电源：交流电③电压：电磁打点计时器工作电流6V以下；电火花计时器工作电流220V④打点周期：（频度50Hz）⑵使用打点计时器的步骤①将纸带穿过限位孔，固定打点计时器；②先开启电流，之后带动纸带运动，纸带上打出一系列的点，随后关掉电源；③取下纸带，选择比较清晰的一段，估算某两点间的时间间隔，检测两点宽度离。⑶瞬时速率的检测思想方式：用某段时间内的平均速率简略代表这段时间内的某点的瞬时速率。所取的时间间隔越接近该点，这些描述方式越确切。示例：如图，检测出包括E点在内的D、F两点间的位移Δx和x时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速率v=，用这个平均速率t代表纸带经过E点时的瞬时速率。x可以大致表示E点的瞬时速率，D、F两点离E点越近打点计时器的频率，算出t的平均速率越接近E点的瞬时速率。但是D、F两点距离过小则检测偏差减小，应当按照实际情况选定这两个点。n01物理好资源网(原物理ok网)

⑷用v-t图象进行数据剖析①建立直角座标系：纵轴——时间t（s）；横轴——速度v(m/s)②描点：借助所测数据估算瞬时速率，选择合适的单位宽度，在座标纸上描点。③连线：用平滑曲线将描的点联接上去。④v-t图象：描述速率随时间的变化关系。3.例题分析如图所示，表示用毫米刻度尺检测打点计时器打出的一条纸带的数据情况，由此可知纸带做运动。纸带在A、B间的平均速率为m/s，纸带在A、C间的平均速率为m/s。解析：要判定物体的运动状态，则要看各段时间内平均速率的关系。因为各段时间相等，则从相等时间内的位移方面剖析，也能看出物体是如何运动的。从图中可以看出纸带上两点之间时间相等，距离降低，故做加速运动。=0.2m/s，V＝。.33m/s答案：加速实验二探究货车的运动规律1.要点概览⑴实验过程：实验原理、实验步骤、数据处理⑵规律探究：求瞬时速率，画出v-t图象；逐差法估算加速度。2.内容解读实验过程①一端附有定滑轮的长木板置于实验桌上，打点计时器固定在长木板远离定滑轮的一端。②纸带穿过打点计时器的限位孔，固定于货车的旁边，细绳的一端栓在货车的后端，越过定滑轮，另一端挂上适当的钩码。③将货车停在紧靠打点计时器的位置，先开启电源，后释放货车。n01物理好资源网(原物理ok网)

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打完一次纸带后立刻关掉电源。④换上新纸带，重复操作三次。⑤在三条纸带中选择一条点迹清晰的，舍掉开头一些过分密集的点，找一个适当的点作为计时起点。⑥每5个点选定一个计数点，进行检测，并估算出各个计数点的瞬时速率，填入表格。⑦以速率为横轴，时间为纵轴构建直角座标系，画出v-t图象。可观察到各点大致在一条直线上，则画成直线。让尽可能多的点在直线上，不能联接的点应对称地分布在直线的左侧。3.例题分析例题1：如图,是货车在斜面上运动时，通过计时器所得的一条纸带。各段宽度为OA=6.05cm，OB=13.18cm，OC=21.40cm，OD=30.70cm，OE=41.10cm，OF=52.58cm，⑴根据这种数据求出B、C、D、E各点的速率并画出速率－时间图像；⑵通过图象求出加速度。（取A点为计时开始，打点计时器每隔打一次点，BC、DE间均有四个点未打出）。【思路解析】相邻两个计数点之间的时间t＝×5＝OCOA21.406.05ODOB30.7013.18v0.77m/s；v=0.88m/sB2t0.2c2t0.2OEOC41.4021.40v=m/s0.99m/sD2t0.2v/(m/s)OFOD52.5830.70v=m/s1.04m/sE2t0.2速率—时间图像如图－4所示⑵可以任意选两个间隔较远的点，找出它们的座标值（注意这两个点不能是我们表t/svvv格中已测得的点），之后再把的它们的座标值代入到公式a==21ttt21中,求出加速度,能够更详尽地晓得物体的运动情况。n01物理好资源网(原物理ok网)

例题2：在研究匀变速直线运动的实验中，算出货车经过各计数点瞬时速率如下表所示：计数点序号计数点对应时刻（s）通过计数点的速率（m/s）为了估算加速度，最合理的方式是A.按照任意两计数点的速率用公式a=Δv/Δt算出加速度B.按照实验数据画出v－t图，量出其夹角，由公式a=tanα求出加速度C.按照实验数据画出v－t图，由图线上相距较远的两点所对应的速率、时间，用公式a=Δv/Δt算出加速度D.依次算出通过连续两计数点间的加速度，算出平均值作为货车的加速度答案：C解析：方式A碰巧偏差较大.方式D实际上也仅由始末两个速率决定，碰巧偏差也比较大，只有借助实验数据画出对应的v－t图，才可充分借助各次检测数据，减少碰巧偏差。因为在化学图像中两座标轴的分度大小常常是不相等的，按照同一组数据，可以画出夹角不同的许多图线，技巧B是错误的。正确的方式是根据图线找出不同时刻所对应的速率值，之后借助公式a=Δv/Δt算出加速度，即方式C。例题3：用滴水法可以测定重力加速度的值.方式是：在自来水龙头下边固定一块挡板A，使水一滴一滴断续地滴落到挡板上，仔细调节水龙头，致使眼睛正好看到前一水嘀嘀在挡板上的声音的同时，下一水滴正好开始下落.首先量出水龙头口离挡板的高度h，再用秒表计时，计时方式是：当看到某一水嘀嘀在挡板上的声音的同时，开启秒表开始计时，并数“1”，之后每看到一声水滴声，依次数“2、3、4……”，仍然数到“n”时，按下秒表按键停止计时，读出秒表的示数为t.（1）写出用上述检测估算重力加速度g的表达式.（2）为了减少偏差，改变h的数据，测出多组数据.次数高度h/cm空中运动时间t/记录在表格中（表中t是水滴从水龙头口到A板所用的时间，即水滴在空中运动的时间），请在图中所示的座标纸上做出适当的图像，并借助图像求出重力加速度g的值.（要求两位有效数字）参考解答：（1）每滴水下落h所用的时间为t′=t，按照自由n1落体运动规律h=1gt′2可得g=2(n1)2h.2t2（2）因为h=g，故下落高度h为纵座标，以时间的平方t2为横t22座标画h－t2图像，应为直线，其斜率k=g，g=2k.认真描点画图，求2出斜率k，即可求得g.解得g=9.78m/s2.练习题1、在用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定货车做匀加速直线运动的加速度的实验中，得到如图所示的一条纸带，从比较清晰的点开始起，每5个复印点取一个计数点，分别标上0、1、2、3、4…量得与两点间的距离=30mm，3与4两点间的距离s=48mm，01s14则货车在0与1两点间平均速率为，货车的加速度为.s30103解析：v1m/s=m/s由于s-s=3aT2，所以T0.141ss4830a=41103m/s2=m/0.122、在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。n01物理好资源网(原物理ok网)

计时器所用电源的频度为50Hz，图4为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间次序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm）。由纸带数据估算可得计数点所代表时刻的即时速率大小＝/s，货车的加速度大小a＝/s2答案：s，80m/s21、在验证力的平行四边形定则的实验中,按照实验数据画出力的图示(如图所示).图上标出了F、、、/四个力，其中不是由弹簧秤直1F2FF接测得的力是（填上述字母）；在该实验中，须要记录和观察的是下边什么项目。A.记录力F、间的倾角.记录力F、和的大小和方向/C.观察力F、F/的大小是否基本相同D.观察力F、F/的方向是否基本相同2、在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，用测力计测出弹簧的弹力F，测出弹簧的总宽度l，得到下表中的数据。弹力（）FN0F2弹簧总厚度l（cm）（）由图读出的值为；1F2N（2）由表中的数据，可写出F与l的关系式为：N。3、为检测铁块与木板间的动磨擦质数，某同事采用如图所示的装置，将铁块置于水平木板上，两侧与纸带相连，两侧拴有细线，越过固定在木反上端的定滑轮与一重物相连。n01物理好资源网(原物理ok网)

在重物在牵引下，铁块在木板上向左运动，重物落地后，铁块继续向左做匀减速运动，如图给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点。已知打点计时器所用交流电的频度为50Hz，不计打点计时器对纸带的阻力，取重力加速度g=10.0m/s2。则铁块匀减速运动的加速度大小a=m/s2，铁块与木板间的动磨擦质数=。（结果均保留三位有效数字）4、某同事在探究磨擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体铁块置于水平桌面上，之后用一个力传感对铁块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感对铁块的运动状态进行检测打点计时器的频率，下表是她记录的实验数据。铁块的重力为，重力加速度g=9.80m/s2,按照表格中的数据回答下述问题（结果保留3位有效数字）：水平拉力实验次数运动状态F/N1静止2静止3匀速F4匀加速5匀加速（1）铁块与桌面间的最大静磨擦力F＞N；fm（2）铁块与桌面间的动磨擦质数；（3）实验次数5中检测到的加速度am/s2。5、在探究加速度与力、质量的关系实验中，货车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，货车的加速度可由货车后拖动的纸带由打点计时器打上的点估算出。（1）当满足关系时，才可以觉得绳对货车的拉力大小等于盘中砝码的重力。n01物理好资源网(原物理ok网)

（2）实验中平衡磨擦力的目的是：（3）在验证牛顿第二定理的实验中，下述做法错误的是（）A．平衡磨擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在货车上；B．每次改变货车的质量时，不须要重新平衡磨擦力平衡磨擦力时，应将装砂的大桶用细绳绕开滑轮；C．实验时先放开货车,再接通打点计时器电源.；D．货车运动的加速度可用天平测出M及m后直接用公式a=mg/M求出。6、（1）为了测定某辆货车在平直道路上起动时的加速度（货车起动时的运动可近似看做匀加速运动），某人拍摄了一张在同一底片上多次爆光的相片（如图)。假如拍摄时每隔2秒爆光一次，货车车身总长为4.5m，这么这辆货车的加速度为A.1m/s2B.2m/s2C.3m/s2D.4m/s2（2）实验中，得到一条纸带如图所示，A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点，若相邻计数点的时间间隔为t0.1s，用刻度尺量得AB1.50cm，EF3.10cm，则货车的加速度大小为/s2，由此可进一步求出打下B点••••••时货车的速率大小为__m/s.（结果保留两位有效数字）参考答案：1、F/,BCD2、（1）（—）（2）F=50（l－）3、4、（1）,(2)(3)5、（1）M>>m；（2）让货车遭到的合外力等于钩码的重力；（3）ACD6、（1）B（2）n01物理好资源网(原物理ok网)

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