2018人教版物理必修一《1.4实验：用打点计时器测速度》学案含答案

一、考点突破
二、重难点提示
重点：对纸带的分析，求速度。

难点：打点计时器打点计时原理。

1. 对打点计时器的认识：
2. 实验步骤：
⑴把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。

⑵打点计时器接交流电源。

⑶接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一行小点，随后立即关闭电源。

⑷取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有n个点，
那么点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间t＝0.02（n－1）s。

⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距离。

⑹利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。

⑺根据v＝Δx/Δt计算出0，1，2，…,5各点附近的平均速度，把它当做计时器打下这
些点时的瞬时速度，并记入下表中，点０作为计时起点，t＝０，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况。

手拉纸带在几个时刻的瞬时速度
位置0 1 2 3 4 5
时刻（t/s）0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
瞬时速度（v/m·s－1）
例题 1 电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，它的工作电压是________V，当电源频率是50 Hz时，它每隔______s打一次点。

使用打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸应套在________上，并要放在纸带的____面；应把________电源用导线接在_________上；打点时应先__________，再让纸带运动。

思路分析：电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于10 V低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上的两个点之间的时间间隔为交流电的周期，使用打点计时器时，纸带应穿过限位孔，复写纸套在定位轴上，打点时要先接通电源再让纸带运动。

答案：交流4~6 0.02 限位孔定位轴上交流接线柱接通电源
例题2 打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为____m/s，在A、D间的平均速度为_____m/s，B点的瞬时速度更接近于______m/s。

思路分析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02s，AC间的距离为14mm=0.014m，电
压
阻
力
与纸带有接触，阻力大电火花计时器工作时，纸带运动时受到阻力小，比
电磁打点计时器实验误差小
AD 间的距离为25mm=0.025m ，由公式t
x v ∆∆=
得：s m s m v AC /35.0/02.02014
.0=⨯=
，s m s m v AD /42.0/02
.03025
.0≈⨯=
，B 点的瞬时速度更接近于0.35m/s 。

答案：0.35m/s 0.42m/s 0.35m/s
【方法提炼】用图象表示速度
以速度v 为纵轴，时间t 为横轴建立直角坐标系，根据用打点计时器测出的各时刻的瞬时速度值，用描点法在坐标系中描出各个点，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，描述速度v 与时间t 关系的图象，叫做速度—时间图象或v －t 图象。

匀速直线运动图象三要点：
①匀速直线运动的图象是一条平行于t 轴的直线。

匀速直线运动的速度大小和方向都不随时间变化，其v －t 图象如图所示。

②从匀速直线运动的v －t 图象不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移，据位移公式x=vt ，在速度图象中就对应着边长分别为v 和t 的一块矩形面积（图中画斜线的部分）。

③从v －t 图上可以直观地看出速度随时间的变化情况。

例题：在研究物体做变速直线运动的实验中，根据实验数据算出了物体在各不同时刻的瞬时速度如下表所示。

⑴画出物体的v －t 图象。

⑵若0
思路分析：采用描点法作出v －t 图象；用0到1间的平均速度代替t =0.06 s 时的瞬时速度。

答案：（1）如图所示⑵56 cm/s。