电磁打点计时器课件.ppt

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1、物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1第五单元实验：研究匀变速直线第五单元实验：研究匀变速直线运动运动物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1一、实验目的一、实验目的1练习使用电火花计时器或电磁打点计时器，利用练习使用电火花计时器或电磁打点计时器，利用打上点的纸带研究物体的运动情况打上点的纸带研究物体的运动情况2掌握判断物体是否做匀变速运动的方法掌握判断物体是否做匀变速运动的方法3测定匀变速直线运动的加速度测定匀变速直线运动的加速度物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1二、实验原理二、实验原理打点计时器的使用打点计时器的使用(1)电磁打点计时器：电磁打点计时器是一种使用低压电磁打点计

2、时器：电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器，它的工作电压为交流电源的仪器，它的工作电压为46 V当交流电源的当交流电源的频率为频率为f50 Hz时，它每隔时，它每隔0.02 s打一次点打一次点物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(2)电火花计时器：电火花计时器是利用火花放电使墨电火花计时器：电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的计时仪器当电火花计粉在纸带上打出墨点而显出点迹的计时仪器当电火花计时器接通时器接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、接负极的纸盘轴发出的脉冲电流经接正极的放

3、电针、接负极的纸盘轴(墨墨粉纸盘粉纸盘)，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一列，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一列点迹，当电源频率为点迹，当电源频率为50 Hz时，它的脉冲放电周期也是时，它的脉冲放电周期也是0.02 s，即每隔，即每隔0.02 s打一个点打一个点物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1三、实验器材三、实验器材电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，电源，小车，电火花计时器或电磁打点计时器，纸带，电源，小车，细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，导线细绳，一端附有滑轮的长木板，刻度尺，钩码，导线四、实验步骤四、实验步骤1按图按图1把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上

4、，把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路轮的一端，连接好电路物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12把细绳的一端固定在小车上，绕过滑轮后在另一把细绳的一端固定在小车上，绕过滑轮后在另一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端挂上适量的钩码，让纸带穿过打点计时器的限位孔后一端固定在小车上，用手拉住小车端固定在小车上，用手拉住小车3先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打先接通电源，后放开小车，让小车运动，这样打点计时器

5、就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸点计时器就在纸带上打下一系列点，取下纸带，更换新纸带，至少重复操作两次带，至少重复操作两次物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集选打点清晰的纸带进行研究，舍去开头比较密集的点，确定好计数始点，每隔的点，确定好计数始点，每隔4个计时点取一个计数点，个计时点取一个计数点，使时间间隔为使时间间隔为T0.1 s.5用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离用毫米刻度尺量出各计数点之间的距离x1、x2、x3、xn，并填入记录表中用逐差法计算加速度的值，并填入记录表中用逐差法计算加速度的值，最后求其平均值或计算出各计数点对应

6、的瞬时速度，作出最后求其平均值或计算出各计数点对应的瞬时速度，作出vt图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度图象，求得直线的斜率即为物体运动的加速度 物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1五、纸带问题的处理方法五、纸带问题的处理方法1运动性质的判断运动性质的判断常用常用“位移差位移差”判断，在图判断，在图2所示纸带中所示纸带中物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(1)若若x2x1x3x2x4x30，则为匀速直线运，则为匀速直线运动动(2)若若x2x1x3x2x4x3x恒量，则为匀变速恒量，则为匀变速直线运动直线运动物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12计时点的瞬时速度的求法计

7、时点的瞬时速度的求法3加速度的求法加速度的求法在所给纸带中：在所给纸带中：(1)当当x无偏差时，用无偏差时，用xaT2求解求解(2)当当x有偏差时，用逐差法求解有偏差时，用逐差法求解若为偶数段，假设为若为偶数段，假设为6段，则段，则物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(3)利用利用vt图象的斜率求解图象的斜率求解例如，求出例如，求出A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度，画各点的瞬时速度，画出如图出如图3所示的所示的vt图线，图线的斜率表示加速度的大图线，图线的斜率表示加速度的大小小物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1六、实验注意事项六、实验

8、注意事项1开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器2应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮应该先接通电源，再释放小车，当小车到达滑轮前及时用手按住前及时用手按住3先断开电源，再取下纸带先断开电源，再取下纸带4如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写如打出的点较轻或是短线时，应调整振针距复写纸的高度纸的高度物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修15选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，选择一条理想的纸带，是指纸带上的点迹清晰，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计注意计数点与计时点的区别时点的区别)，弄

9、清楚所选的时间间隔，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒等于多少秒6每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，每打好一条纸带，将定位轴上的复写纸换个位置，以保证打点清晰以保证打点清晰(注意此项只对于电磁打点计时器注意此项只对于电磁打点计时器)7不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与不要分段测量各段位移，应一次测出各计数点与第第0个计数点的距离，再逐个计算个计数点的距离，再逐个计算x1、x2、x3、.读数时应读数时应估读到毫米的下一位估读到毫米的下一位物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修18尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：尽可能保证小车做匀加速直线运动的方法是：(1)细绳尽可能与板

10、面保持平行；细绳尽可能与板面保持平行；(2)滑轮和车轮灵活；滑轮和车轮灵活；(3)长长木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保木板表面粗糙程度、纸带与打点计时器之间的摩擦基本保持一致持一致特别提醒：特别提醒：只有保证小车实际是做匀加速直线运动，只有保证小车实际是做匀加速直线运动，测量的加速度大小才是真实的所以安装调节细绳与板面测量的加速度大小才是真实的所以安装调节细绳与板面平行，保证小车运动时不从木板一侧偏下来；滑轮、车轮平行，保证小车运动时不从木板一侧偏下来；滑轮、车轮灵活，就可尽可能保证加速度不变；适当增加钩码重力也灵活，就可尽可能保证加速度不变；适当增加钩码重力也可相对减小各种

11、摩擦的影响，满足实验条件可相对减小各种摩擦的影响，满足实验条件物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1七、实验误差来源与分析七、实验误差来源与分析1小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，小车拉着纸带所做的加速运动中加速度不恒定，这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度这样测量得到的加速度只能是所测量段的平均加速度2纸带运动时打点不稳定引起测量误差纸带运动时打点不稳定引起测量误差3纸带上计数点间距离测量带来偶然误差纸带上计数点间距离测量带来偶然误差(如距离较如距离较小时的测量误差小时的测量误差)物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14计数点间距离测量应从所标出的计数点间距离测量应

12、从所标出的0、1、2、3、中的中的0点开始，分别测出点开始，分别测出01、02、03、之间的距之间的距离，然后计算离，然后计算01、12、23、间的距离分别表示为间的距离分别表示为x1、x2、x3、，这样可以减小因测量带来的偶然误差，这样可以减小因测量带来的偶然误差5小车运动受摩擦力变化产生误差小车运动受摩擦力变化产生误差6数据处理时，有两种方法：数据处理时，有两种方法：物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1比较两种方法，方法比较两种方法，方法1只用了只用了x1、x6两个数据，而方法两个数据，而方法2用了用了6个数据，前者误差大个数据，前者误差大物

13、理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例【例1】在使用打点计时器时在使用打点计时器时()A应先接通电源，再使纸带运动应先接通电源，再使纸带运动B应先使纸带运动，再接通电源应先使纸带运动，再接通电源C在使纸带运动的同时接通电源在使纸带运动的同时接通电源D先使纸带运动或先接通电源都可以先使纸带运动或先接通电源都可以物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的先接通电源再使纸带运动，可使纸带上打出的点子更多，纸带利用率更高；另外，在纸带运动较快的情点子更多，纸带利用率更高；另外，在纸带运动较快的情况下，如果先释放纸带后接通电源，可能造成纸带上无点

14、况下，如果先释放纸带后接通电源，可能造成纸带上无点的情况的情况答案：答案：A物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1 变式变式1：一同学用打点计时器做测匀变速直线运动加一同学用打点计时器做测匀变速直线运动加速度的实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如图速度的实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如图4中的中的一些短线这可能是因为一些短线这可能是因为()A打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上B电源电压不稳定电源电压不稳定C电源的频率不稳定电源的频率不稳定D振针压得过紧振针压得过紧物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：电源电压的高低，影响振动片磁化的强弱，从电源电压的高

15、低，影响振动片磁化的强弱，从而影响打点的力度，即点痕的清晰程度，而影响打点的力度，即点痕的清晰程度，B错形成清晰错形成清晰的短划线，表示振动片有足够的磁性，只是由于振针与底的短划线，表示振动片有足够的磁性，只是由于振针与底板的间距偏小，当振动片与永磁体相互作用向下打点尚未板的间距偏小，当振动片与永磁体相互作用向下打点尚未抬起时，纸带在外力作用下已被拖过一小段距离而打点抬起时，纸带在外力作用下已被拖过一小段距离而打点计时器在直流电源上不工作，计时器在直流电源上不工作，A错只能选错只能选D.答案：答案：D物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1【例【例2】利用打点计时器测定匀加速直线运动的小利用

16、打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，如图车的加速度，如图5所示，给出了该次实验中，从所示，给出了该次实验中，从0点开始，点开始，每每5个点取一个计数点的纸带，其中个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点，测得：都为计数点，测得：x11.40 cm，x21.90 cm，x32.38 cm，x42.88 cm，x53.39 cm，x63.87 cm物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1(1)在计时器打出点在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分时，小车的速度分别为：别为：v1_cm/s，v2_cm/s，v3_cm/s，v4_cm/s，v5_cm/s.(2

17、)作出速度作出速度时间图象，并由图象求出小车的加速度时间图象，并由图象求出小车的加速度a_cm/s2.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：(1)小车速度小车速度物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：(1)16.50 cm/s,21.40 cm/s，2630 cm/s,31.35 cm/s；36.30 cm/s(2)如图示如图示a50.83 cm/s2物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1 变式变式2：在测定匀变速直线运动的加速度的实验中，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，计时器所

18、用的电源的用打点计时器记录纸带运动的时间，计时器所用的电源的频率为频率为50 Hz，图，图7为做匀变速直线运动的小车带动的纸带为做匀变速直线运动的小车带动的纸带上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出，上记录的一些点，在每相邻的两点中间都有四个点未画出，顺序取顺序取0、1、2、3、4、5六个点，用米尺量出六个点，用米尺量出1、2、3、4、5点到点到0点的距离分别是点的距离分别是(单位：单位：cm)8.78,16.08,21.87,26.16,28.94，由此可得出小车的加速，由此可得出小车的加速度大小为度大小为_ m/s2，方向，方向_，经过，经过2点时速度为点时速度为_物理高考总复

19、习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：先计算出相邻两点间的距离：先计算出相邻两点间的距离：x18.78 cm，x2(16.088.78)cm7.30 cm，x3(21.8716.08)cm5.79 cm，x4(26.1621.87)cm4.29 cm，x5(28.9426.16)cm2.78 cm.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：1.50 m/s2与速度方向相反与速度方向相反6.55 m/s物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修11在使用打点计时器时，发现打点计时器打点周期在使用打点计时器时，发现打点计时器打点周期不稳定，其

20、原因可能是不稳定，其原因可能是()A交流电压不稳定交流电压不稳定B永久磁铁磁性太弱永久磁铁磁性太弱C电源的频率不稳定电源的频率不稳定D振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的打点计时器的打点周期跟电源频率和振动片的固有频率有关一个性能良好的打点计时器振动片的固有固有频率有关一个性能良好的打点计时器振动片的固有频率和使用的交流电频率相等这样振动片发生共振，振频率和使用的交流电频率相等这样振动片发生共振，振幅较大，打点清晰，等时性好，而电压的高低直接影响振幅较大，打点清

21、晰，等时性好，而电压的高低直接影响振动片的振动强弱，即振幅的大小，而不影响振动片的振动动片的振动强弱，即振幅的大小，而不影响振动片的振动周期，故也不影响打点计时器的打点周期永久磁铁的磁周期，故也不影响打点计时器的打点周期永久磁铁的磁性能影响打点痕迹的轻重，即点迹的清晰度，并不影响打性能影响打点痕迹的轻重，即点迹的清晰度，并不影响打点的周期综上所述，引起打点周期不稳定的原因是点的周期综上所述，引起打点周期不稳定的原因是C、D两选项所述，故答案应为两选项所述，故答案应为C、D两选项两选项答案：答案：CD物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修12如图如图8所示，为同一打点计时器打出的两条纸带，所示

22、，为同一打点计时器打出的两条纸带，由纸带可知由纸带可知()A在打下计数点在打下计数点“0”到到“5”的过程中，纸带甲的平的过程中，纸带甲的平均速度比乙的大均速度比乙的大B在打下计数点在打下计数点“0”到到“5”的过程中，纸带甲的平的过程中，纸带甲的平均速度比乙的小均速度比乙的小C纸带甲的加速度比乙的大纸带甲的加速度比乙的大D纸带甲的加速度比乙的小纸带甲的加速度比乙的小物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：在打下计数点在打下计数点“0”至至“5”的过程中，两纸带所的过程中，两纸带所用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故用时间相同，但甲纸带位移小于乙纸带位移，故甲甲乙乙，选，选

23、项项A错，错，B对；相邻计数点间所用时间相等，但乙的速度对；相邻计数点间所用时间相等，但乙的速度变化得更快，故变化得更快，故a甲甲a乙乙，选项，选项C错，错，D对对答案：答案：BD物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1二、填空题二、填空题3我国交流电的频率为我国交流电的频率为50 Hz，因此，打点计时器每，因此，打点计时器每隔隔0.02 s打一个点如图打一个点如图9所示为某次实验时打出的一条纸所示为某次实验时打出的一条纸带其中带其中1,2,3,4为依次选定的计数点根据图中的数据，为依次选定的计数点根据图中的数据，图中打图中打12点时间内物体的平均速度为点时间内物体的平均速度为_m/s；打；

24、打第第24点时间内物体的平均速度为点时间内物体的平均速度为_m/s，打第，打第2个个计数点时物体的瞬时速度为计数点时物体的瞬时速度为_m/s，计算的依据是，计算的依据是_物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修14用接在用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车的交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况某次实验中得到的一条纸带如图运动情况某次实验中得到的一条纸带如图10所示，从比所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0、1、2、3，量得，量

25、得0与与1两点间距离两点间距离x130 mm,2与与3两点两点间距离间距离x348 mm，则小车在，则小车在0与与1两点间平均速度为两点间平均速度为v1_m/s，在，在2与与3两点间平均速度为两点间平均速度为v2_m/s.据此可判定小车做据此可判定小车做_运动运动图图10物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.30.84加速加速物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修15如图如图11所示，是打点计时器打出的纸带，图中所示，是打点计时器打出的纸带，图中A、B、C、D、E、F点是按时间顺序先后打出的计数点点是按时间顺序先后打出的计数点(每两每两个计数点间有四个实验点未画出个计数点

26、间有四个实验点未画出)用刻度尺量出用刻度尺量出AB、EF之间的距离分别是之间的距离分别是2.40 cm和和0.84 cm，那么小车的加速度，那么小车的加速度大小是大小是_，方向是，方向是_物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.39 m/s2与运动方向相反与运动方向相反物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修16如图如图12是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后时器后(电源频率为电源频率为50 Hz)得到的纸带，从得到的纸带，从A点通过计时器点通过计时器到到D点通过计时器历时点通过计时器历时_s位移为位移为_m，这，这段时间内的平均速度

27、为段时间内的平均速度为_m/s，BC段的平均速度为段的平均速度为_m/s，F点的瞬时速度可以粗略的认为是点的瞬时速度可以粗略的认为是_m/s，手做，手做_(匀速、变速匀速、变速)运动运动物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：0.10.0760.760.950.95变速变速物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修17小球作直线运动时的频闪照片如图小球作直线运动时的频闪照片如图13所示，已知所示，已知频闪周期频闪周期T0.1 s，小球相邻位置间距，小球相邻位置间距(由照片中的刻度尺由照片中的刻度尺量得量得)分别为分别为OA6.51 cm，AB5.59 cm，BC4.70 cm，CD

28、3.80 cm，DE2.89 cm，EF2.00 cm.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1小球在位置小球在位置A时的速度大小时的速度大小vA_m/s.小球运动的加速度大小小球运动的加速度大小a_m/s2.答案：答案：0.6050.9物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1解析：解析：本题与用打点计时器测匀变速直线运动的加速本题与用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验形异质同因此，处理数据的方法完全相同，因为度实验形异质同因此，处理数据的方法完全相同，因为做匀变速直线运动的物体在连续相等的时间间隔内位移的做匀变速直线运动的物体在连续相等的时间间隔内位移的增量是相等的，所以若设增量是相等的，所以若设x2x1x，则，则x3x1x3x2x2x12x，x4x13x，xnx1(n1)x.物理高考总复习人教版新课标第一模块 必修1答案：答案：9.722.47