有关打点计时器创新题型的解题指导
怎样求解与打点计时器相结合的类型题
怎样求解与打点计时器相结合的类型题（西安市三中董康红供稿）1.打点计时器与匀加速直线运动的结合某同学用下图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动.实验步骤如下：a.安装好实验器材．b.接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次．选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2……6点所示．c.测量1、2、3......6计数点到0计数点的距离，分别记作：s1、s2、s3 (6)d.通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做匀加速直线运动．e.分别计算出s1、s2、s3……s6与对应时间的比值s1/t1、s2/t2、s3/t3……s6/t6．f.以s/t为纵坐标、t为横坐标，标出s/t与对应时间t的坐标点，划出s/t-t图线．结合上述实验步骤，请你完成下列任务：（1）实验中，除打点计时器（含纸带、复写纸）、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下列的仪器和器材中，必须使用的有和．（填选项代号）A.电压合适的50Hz交流电源B.电压可调的直流电源C.刻度尺D.秒表E.天平F.重锤（2）将最小刻度为1 mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如下图所示，则s2= cm，s5= cm．（3）该同学在下图中已标出1、3、4、6计数点对应的坐标，请你在该图中标出与2、5两个计数点对应的坐标点，并画出s/t-t图线．（4）根据s/t-t图线判断，在打0计数点时小车的速度v= m/s，小车在斜面上运动的加速度a= m/s2．【解析】①必须使用的有电压合适的50Hz交流电源，刻度尺．②根据毫米刻度尺读数规则得：S2=2.98cm，S5=13.20 cm③如图④根据-t图线与的交点，得出在打0计数点时，小车的速度v=0.19m/s，由于表示中间时刻速度，所以-t图线的时间扩大为原来的两倍，根据-t图线的斜率求出它在斜面上运动的加速度a=4.70 m/s2．答案：①A，C ②（2.97～2.99），（13.19～13.21）③如图④0.19，4.702.打点计时器与自由落体运动的结合某同学用图所示装置测量重力加速度g，所用交流电频率为50 Hz.在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一个计数点.所有测量数据及其标记符号如图所示.该同学用两种方法处理数据（T为相邻两计数点的时间间隔）：方法A：由g1＝(s2－s1)/T2，g2＝(s3－s2)/T2，……，g5＝(s6－s5)/T2，取平均值g＝8.667 m/s2；方法B：由g1＝(s4－s1)/3T2，g2＝(s5－s2)/3T2，g3＝(s6－s3)/3T2，取平均值g＝8.673 m/s2.从数据处理方法看，在s1、s2、s3、s4、s5、s6中，对实验结果起作用的，方法A中有_______；方法B中有___________________.因此，选择方法_________（选填“A”或“B”）更合理，这样可以减少实验的_________（选填“系统”或“偶然”）误差.本实验误差的主要来源有：_____________________________________________________________（试举出两条）.【解析】s1，s6或37.5，193.5 s1，s2，s3，s4，s5，s6或37.5，69.0，100.5，131.5，163.0，193.5 B 偶然阻力(空气阻力，振针的阻力，限位孔的阻力，复写纸的阻力等)，交流电频率波动，长度测量，数据处理方法等.3.打点计时器与圆周运动的结合一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.实验步骤:①如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.②启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点.③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量.（1）由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=_________，式中各量的意义是：___ ________________________________________________________________________.（2）某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为__________.（保留两位有效数字）【解析】 (1)， T为打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）（2）如取n=9，则有4.打点计时器与物体惯性的结合实验装置如图1所示：一木块放在水平长木板上，左侧栓有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连．木块右侧与打点计时器的纸带相连．在重物牵引下，木块在木板上向左运动，重物落地后，木块继续向左做匀减速运动，图2给出了重物落地后，打点计时器在纸带上打出的一些点，试根据给出的数据，求木块与木板间的动摩擦因数μ．要求写出主要的运算过程．（打点计时器所用交流电频率为50Hz，不计纸带与木块间的拉力．重力加速度取g=10m/s2．）解：由给出的数据可知，重物落地后，木块在连续相等的时间T内的位移分别是：s1=7.72cm，s2=7.21cm，s3=6.71cm，s4=6.25cm，s5=5.76cm，s6=5.29cm，s7=4.81cm，s8=4.31cm以a表示加速度，根据匀变速直线运动的规律，有a=(s5-s1)+(s6-s2)+(s7-s3)+(s8-s4)16T2又知T=0.04s 解得：a=-3.0m/s2重物落地后木块只受摩擦力的作用，用m表示木块的质量，根据牛顿第二定律有：-μmg=ma 解得μ=0.30答：木块与木板间的动摩擦因数为0.30．5.打点计时器与牛顿第二定律的结合一打点计时器固定在斜面上某处，一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上滑下，如图1所示。
打点计时器高考题目
打点计时器高考题目(总4页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除34.（18分）（1）研究小车匀速直线运动的实验装置如图16（a ）所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50H Z ，纸带上计数点的间距如图16（b ）所示，七中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。
① 部分实验步骤如下：A. 测量完毕，关闭电源，取出纸带B. 接通电源，待打点计时器工作稳定后放开小车C. 将小车依靠在打点计时器附近，小车尾部与纸带相连D. 把打点计时器固定在平板上，让纸穿过限位孔 上述实验步骤的正确顺序是： （用字母填写）② 图16（b ）中标出的相邻两计数点的时间间隔T= s计数点5对应的瞬时速度大小计算式为V 5= 。
③ 为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为22.(19分)（1）某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz 在线带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如是22图1所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：A S =B S = D S =若无法再做实验，可由以上信息推知：① 相信两计数点的时间间隔为__________S② 打C 点时物体的速度大小为____________m/s(取2位有效数字)④ 物体的加速度大小为__________(用A S 、B S 、C S 、D S 和f 表示)⑤22.（5分）利用图中所示的装置可以研究自由落体运动。
实验中需要调整好仪器，接通打点计时器的电源，松开纸带，使重物下落。
打点计时器会在纸带上打出一系列的小点。
（1）为了测试中午下落的加速度，还需要的实验器材有________。
（填入正确选项前的字母）A.天平B.秒表C.米尺（2）若实验中所得到的重物下落的加速度值小于当地的重物加速度值，而实验操作与数据处理均无错误，写出一个你认为可能引起此错误差的原因：______________。
打点计时器典型例题(含解析答案)
打点计时器典型例题1．在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，某同学的操作步骤如下，其中错误或遗漏的步骤有(遗漏可编上序号F 、G ……)________．A ．拉住纸带，将小车移到靠近打点计时器处先放开纸带，再接通电源B ．将打点计时器固定在平板上，并接好电源C ．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码D ．取下纸带E ．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善并按合理顺序填写在横线上________________________________________________________________________2．如图1－4－6所示是某同学测量匀变速直线运动的加速度时，从若干纸带中选中的一条纸带的一部分，他每隔4个点取一个计数点，图上注明了他对各计数点间距离的测量结果．图1－4－6(1)为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表内(单位：cm). s 2－s 1 s 3－s 2 s 4－s 3 s 5－s 4 s 6－s 5 Δs 各位移差与平均值最多相差________cm ，由此可以得出结论：小车的位移差在________范围内相等，所以小车的运动是________．(2)根据匀变速直线运动的规律，可以求得物体的加速度a ＝ΔsT 2＝________m/s 2.(3)根据a n －3＝s n －s n －33T 2，可求出a 1＝s 4－s 13T 2＝________m/s 2，a 2＝s 5－s 23T 2＝________m/s 2，a 3＝s 6－s 33T 2＝________m/s 2，所以，a ＝a 1＋a 2＋a 33＝________m/s 2.3．(2010·广东理综，34(1))如图1－4－7是某同学在做匀变速直线运动实验中获得的一条纸带．图1－4－7(1)已知打点计时器电源频率为50 Hz，则纸带上打相邻两点的时间间隔为________．(2)A、B、C、D是纸带上四个计数点，每两个相邻计数点间有四个点没有画出．从图中读出A、B两点间距x＝________；C点对应的速度是________(计算结果保留三位有效数字)．4．(2011·广东卷，34(1))图1－4－8是“研究匀变速直线运动”实验中获得的一条纸带，O、A、B、C、D和E为纸带上六个计数点，加速度大小用a表示．图1－4－8①OD间的距离为________cm.②图1－4－9是根据实验数据绘出的s－t2图线(s为各计数点至同一起点的距离)，斜率表示________，其大小为________m/s2(保留三位有效数字)．图1－4－95．一小球在桌面上做匀加速直线运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下小球运动过程中在每次曝光时的位置，并将小球的位置编号，得到的照片如图1－4－10所示．由于底片保管不当，其中位置4处被污损．若已知摄影机连续两次曝光的时间间隔均为1 s，则利用该照片可求出：小球运动的加速度约为________m/s2.位置4对应的速度为________ m/s，能求出4的具体位置吗？________.求解方法是：____________________(不要求计算，但要说明过程)．图1－4－10图1－4－121.解析 A 中应先接通电源再放开纸带，D 中先断开电源，使计时器停止工作，再取下纸带；遗漏F ，换上新纸带重复实验三次．答案 ADF BECADF2.答案 (1)1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 任意两个连续相等的时间里、在误差允许的 匀加速直线运动 (2)1.58 (3)1.59 1.57 1.59 1.583.解析 (1)打点计时器频率为50 Hz ，周期T ＝1f＝0.02 s ，故打相邻两点的时间间隔为0.02 s ；(2)两相邻计数点间的时间间隔为T ＝0.02×5 s ＝0.1 s ，由图读出x ＝7.0 mm ＝0.70cm.C 点对应速度v C ＝x BC ＋x CD 2T ＝0.90＋1.102×0.1cm/s ＝0.100 m/s. 答案 (1)0.02 s (2)0.66～0.70 cm 0.100 m/s4.解析 ①1 cm ＋1 mm ×2.0＝1.20 cm.②加速度的一半，12a ＝(2.8－0)×10－20.06－0 m/s 2＝0.467 m/s 2， 所以加速度大小a ≈0.933 m/s 2.答案 ①1.20 ②加速度的一半 0.9335.解析 从图中读出5、6之间的距离为37.5 cm －24.0 cm ＝13.5 cm,2、3之间的距离为6.0 cm －1.5 cm ＝4.5 cm ，利用逐差法有s 56－s 23＝3aT 2，求出a ＝3.0×10－2 m/s 2；位置4对应的速度为v 4＝s 352T ＝24.0－6.02×10－2 m/s ＝9×10－2 m/s ；欲求4的具体位置，可以采用逐差法利用(s 6－s 4)－(s 4－s 2)＝4aT 2求解．答案 3.0×10－2(2.8×10－2～3.1×10－2均可) 9×10－2 能 利用(s 6－s 4)－(s 4－s 2)＝4aT 2可以求出位置4的具体位置(其他方法合理均可)。
物理创新实验设计——用打点计时器探究动能定理
物理创新实验设计⏹用打点计时器探究动能定理⏹现实问题：人教版高中物理必修-2第七章-第六节：探究功与物体速度变化的关系中，采用橡皮筋弹出小车的方法研究功与速度的关系，这一设计调动了学生的积极性，体现了探究思想。
但橡皮筋的功无法测量，最终只能定性的说明W∝v2的关系。
因此有必要要设计一个简便易行的实验，探究功与速度的数量关系呢。
设计思想：在高中阶段，最容易计算和测量的功是mgh，利用打点计时器可以测量v。
因此，在教学中以自由落体实验为突破口，结合斜面实验，利用打点加计时器测量自由落体运动的瞬时速度和下落的高度，探究重力做功、其它力做功与速度之间的关系，进而推广、拓宽，得出动能的表达式和动能定理。
处理数据时通过计算机系统进行，以简化过程节省时间。
具体操作如下：一、预备知识1．如何计算和测量重力做功？如何测量物体的速度？2．重力对物体做功，物体的运动速度如何变化呢？3. 打点加计时器的应用，平均速度的计算: v n= ( h n+1-h n-1)/2T。
4. 加速度与力、质量关系的实验操作。
二、实验分组操作（一）自由落体实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1.装置要竖直，尽量减小纸带与限位孔间的摩擦，纸带无初速释放，重物的质量和密度应较大, 以减小阻力，确保自由落体运动。
2.纸带30 - 40cm长，选用点迹清晰，呈一条直线，第1、2两点间距接近2mm的纸带进行研究。
3.如图安装、打点、换纸带、换物体、重复，挑选纸带记下第一个点的位置O，依次选取几个较方便的点，量出各点到O的距离，计算出各点的v ，进行研究。
（二）斜面实验——【媒体展示】实验步骤和注意事项：1．用天平测出小车和小桶的质量M和m，把数据记录下来。
（砂和小桶的总质量不要超过小车和砝码的总质量的1/10。
）2．按如图装置把实验器材安装好，只是不把挂小桶用的细线系在小车上，即不给小车加牵引力。
3．平衡摩擦力：在长木板的不带定滑轮的一端下面垫上垫木，反复移动垫木的位置，直至小车在斜面上运动时可以保持匀速直线运动状态(可以从纸带上打的点是否均匀来判断)。
高中物理必修1实验 用打点计时器测速度 例题解析
实验：用打点计时器测速度例题解析(1)【例2】用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如图1－4－3所示．求小球的平均速度．图1－4－3解析：根据题意，小球从1 cm到6 cm位置，位移s＝5 cm，所用时间t＝0.3 s，平均速度v＝s／t＝0.17 m／s．点评：本题初看是一新情景的题，经分析可看出本题的做法与利用打点计时器打出的纸带进行数据处理的方法一致．题目不难，学生能很快求出平均速度．所以培养学生的迁移能力是非常重要的．【例3】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么?解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．点评：有关实验误差的分析对学生来说是一个难点，突破方法是根据实验原理分析，同学们应该仔细体会，理解．(2)1.从原理上考虑，电磁打点计时器和电火花计时器，哪一种可能引起较大的误差?为什么?解答：电磁打点计时器引起的误差较大.因为电磁打点计时器打点瞬时要阻碍纸带的运动.2.把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器.接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列的点，其中有一段如图1－4－12所示.图1－4－12（1）图1－4－12所示的纸带，哪端与重物相连?（2）怎样计算纸带上打A 点时重物的瞬时速度?说出你的道理.解答：（1）纸带左端与重物相连.（2）A 点和右方邻近一点的距离Δx =7.0×10－3 m ，时间Δt =0.02 s ，Δt 很小，可以认为A 点速度v =tx ∆∆=0.35 m/s. 3.图1－4－13是甲、乙两个物体运动的v －t 图象，至少从以下三个方面说明它们的速度是怎样变化的.图1－4－13（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?（2）速度的大小是否变化?是加速还是减速?（3）运动的方向是否变化?解答：（1）甲物体有一定的初速度，乙物体初速度为零.（2）甲物体速度大小不变，乙物体先匀加速、匀速、最后匀减速运动.（3）甲、乙物体运动方向都不改变.4.自制模拟打点计时器.你的左手拿着一块表，右手拿着一枝彩色画笔.你的同伴牵动一条宽约1 cm 的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动.每隔1 s 你用画笔在纸上点一个点.你还可以练习在1 s 内均匀地点上两个点.这样，就做成了一台简单的“打点计时器”（图1－4－14）.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?图1－4－14解答：纸带速度越大，相邻两点的距离也越大.纸带速度与相邻两点时间无关.。
实验用打点计时器测速度典型例题解析
实验用打点计时器测速度典型例题解析The following text is amended on 12 November 2020.实验：用打点计时器测速度（一）典型例题【例1】电磁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，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为.故A选项正确。
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。
故B选项正确。
从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。
故C、D选项错误。
答案：AB【例2】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，振针每隔 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小为什么解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．点评：有关实验误差的分析对学生来说是一个难点，突破方法是根据实验原理分析，同学们应该仔细体会，理解．【例3】用同一底片对着小球运动的路径每隔 s拍一次照，得到的照片如图1－4－4所示．求小球的平均速度．图1－4－4解析：根据题意，小球从1 cm到6 cm位置，位移s＝5 cm，所用时间t＝s，平均速度v＝s／t＝ m／s．点评：本题初看是一新情景的题，经分析可看出本题的做法与利用打点计时器打出的纸带进行数据处理的方法一致．题目不难，学生能很快求出平均速度．所以培养学生的迁移能力是非常重要的．【例4】如图1－4－5所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示．求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线．解析:(1)1点是0、2间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．0和6两个点的瞬时速度不便求出．然后画出速度一时间图线．注意相邻计数点间的时间间隔T ＝．即:v1=s,v2=s,v3=s,v4=s,v5=s。
高考物理一轮复习专题04练习使用打点计时器研究匀变速直线运动(讲)(含解析)
第一章直线运动1.直线运动的有关概念、规律是本章的重点，匀变速直线运动规律的应用及v—t图象是本章的难点。
2．注意本章内容与生活实例的结合，通过对这些实例的分析、物理情境的构建、物理过程的认识，建立起物理模型，再运用相应的规律处理实际问题。
3．本章规律较多，同一试题往往可以从不同角度分析，得到正确答案，多练习一题多解，对熟练运用公式有很大帮助。
1.了解打点计时器的构造，会使用打点计时器.2.会计算纸带上各点的瞬时速度.3.会利用纸带计算加速度.4.会用图象法探究小车速度与时间的关系，并能根据图象求加速度．1．实验器材电火花计时器（或电磁打点计时器）、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片．2．实验步骤（1）按照实验原理图所示实验装置，把打点计时器固定在长木板无滑轮的一端，接好电源；（2）把一细绳系在小车上，细绳绕过滑轮，下端挂合适的钩码，纸带穿过打点计时器，固定在小车后面；（3）把小车停靠在打点计时器处，接通电源，放开小车；（4）小车运动一段时间后，断开电源，取下纸带；（5）换纸带反复做三次，选择一条比较理想的纸带进行测量分析．3．数据处理（1）目的通过纸带求解运动的加速度和瞬时速度，确定物体的运动性质等．（2）处理的方法①分析物体的运动性质——测量相邻计数点间的距离，计算相邻计数点距离之差，看其是否为常数，从而确定物体的运动性质． ②利用逐差法求解平均加速度21413T x x a -=，22523T x x a -=，23633Tx x a -=⇒3321a a a a ++= ③利用平均速度求瞬时速度：Td d T x x v n n n n n 22111-+++=+= ④利用速度—时间图象求加速度 4.注意事项（1）平行：纸带、细绳要和木板平行．（2）两先两后：实验中应先接通电源，后让小车运动；实验完毕应先断开电源，后取纸带． （3）防止碰撞：在到达长木板末端前应让小车停止运动，防止钩码落地和小车与滑轮相撞． （4）减小误差：小车的加速度宜适当大些，可以减小长度的测量误差，加速度大小以能在约50 cm 的纸带上清楚地取出6～7个计数点为宜．a ．作出速度—时间图象，通过图象的斜率求解物体的加速度；b ．剪下相邻计数点的纸带紧排在一起求解加速度． 5．依据纸带判断物体是否做匀变速运动的方法 （1）x 1、x 2、x 3……x n 是相邻两计数点间的距离．（2）Δx 是两个连续相等的时间里的位移差：Δx 1＝x 2－x 1，Δx 2＝x 3－x 2….（3）T 是相邻两计数点间的时间间隔：T ＝0.02n （打点计时器的频率为50 Hz ，n 为两计数点间计时点的间隔数）．（4）Δx ＝aT 2，因为T 是恒量，做匀变速直线运动的小车的加速度a 也为恒量，所以Δx 必然是个恒量．这表明：只要小车做匀加速直线运动，它在任意两个连续相等的时间里的位移之差就一定相等.★典型案例★）某同学用打点计时器等实验装置测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率f ＝50 Hz ，在纸带上打出的点中选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染．如图所示，A 、B 、C 、D 是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：s A ＝16.6 mm ，s c =329.2mm,s D ＝624.5 mm.若无法再做实验，可由以上信息推知： （1）相邻两计数点的时间间隔为________s .（2）打B 物体的速度大小为________ m/s （取2位有效数字）． （3）物体的加速度大小约为___m/s 2（取2位有效数字）． 【答案】见解析。
21-22版：1.3 第2课时 练习使用打点计时器（创新设计）
第2课时练习使用打点计时器[学习目标要求] 1.掌握打点计时器的工作原理和使用方法。
2.会利用打出的纸带求解平均速度和瞬时速度。
3.会根据求出的瞬时速度描点作图，画出v－t图像。
一、实验目的1.了解打点计时器的使用方法。
2.利用纸带求平均速度和瞬时速度。
3.描绘v－t图像。
二、实验步骤1.了解打点计时器的构造，然后把它固定好。
2.安装纸带。
3.先启动电源，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。
随后关闭电源。
4.取下纸带，从能够看清的某个点开始(起始点)，往后数出若干个点。
例如数出n 个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。
5.用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移x。
测量之前，自己先设计一个表格，用来记录时间及位移。
三、数据处理1.平均速度的测量(1)取纸带上能够看清的某一点为起始点0，后面每5个点取一个计数点，分别用1，2，3，…标出这些计数点，则两相邻计数点之间的时间间隔Δt＝0.10 s。
(2)用刻度尺测量出各计数点到起始点的距离。
(3)计算两相邻计数点间的位移Δx。
(4)利用公式v＝ΔxΔt计算纸带上各相邻计数点间的平均速度。
2.瞬时速度的测量当Δt较小时，用v＝ΔxΔt来表示纸带上这一段中打某点时物体的瞬时速度。
例如，打E点时物体的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即v E＝ΔxΔt。
(如图所示)3.描绘物体的v －t 图像(1)根据v ＝ΔxΔt 计算出的在Δx 这一段位移内某一点的瞬时速度，将数据填入表中。
位置 0 1 2 3 4 5 6 … x /m Δx /m Δt /s v /(m ·s －1)(2)建立平面直角坐标系，如图所示，根据测量数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到物体运动的v －t 图像。
四、注意事项1.打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置。
2.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。
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A．在时刻t2以及时刻t5两木块速度相同
B．在时刻t1两木块速度相同
C．在时刻t3和时刻t4之间某瞬间两木块速度相同
D．在时刻t4和时刻t5之间某瞬间两木块速度相同
（2）启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。
（3）经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。
①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为 =
式中各量的意义是：
②某次实验测得圆盘半径r =×10-2m，得到的纸带的一段如图2所示。求得角速度为:.
〖解析〗（1）设圆盘匀速转动的角速度为ω，圆盘的半径为r。则圆盘边缘处的线速度跟纸带水平前进的速度是相等的。而纸带前进的速度可以利用纸带上打下点的情况求出，
【关于“题根”理论的说明】“题根”理论是特级教师，享受国务院政府特殊津贴的教育专家，中国数学学会普及教育工作会员。北京师范大学教育科学研究所课改专题研究员万尔遐老师首先提出的，他是在目前高考竞争日益激烈、各种辅导资料多如牛毛，学生在题海中苦苦挣扎的形势下提出的。万老师认为要想让学生提高素质，脱离题海之苦，就必须寻找各类试题的“根”，找到解题最基本的题型、最基本的思路、最简单解法，这就是各类试题的“根”。“题根”理论提出者认为学习就向人学走路一样，现在各种题海是在教学生如何走路的同时，还在教学生如何转弯、上坡、下坡、举手投足，已经关注到了所有细微之处，这样培养的学生缺少了许多能力。而“题根”理论要求教会学生怎样走路就行了，至于各种路如何走，学生会在实践中自己体会的。目前，“题根”理论研究已经成为教育部主管、北师大方办的《高中数理化》杂志社的重要研究课题之一。本文是通过打点计时器这个动力学中常用的实验仪器进行探索性的文章之一，笔者衷心的希望此文能为“题根”理论在高考备考中启到抛砖引玉的作例1】（2002年广东）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动的角速度。
实验器材：电磁打点计时器，米尺，纸带，复写纸片。
实验步骤：
（1）如图1所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。
〖解析〗（1）游标卡尺的读数为
（2）滑块通过第一个光电门的平均速度
滑块通过第二个光电门的平均速度
（3）对于滑块由牛顿第二定律得
由运动学关系得
（1）还需测量的物理量是滑块的质量m，根据功能原理，弹簧压缩最短时的弹性势能Ep全部转化为滑块的动能和克服摩擦力做功，滑块由初始位置到光电门2位置时有
〖点评〗本题叙述过程较复杂，是近年高考中经常出现信息题的一种，如何学会正确阅读信息题这是近年高考命题者常思考的一个重要问题，专家们想通过这类命题来引导学生提高阅读和理解能力，学会化繁为简，这也是提高创新能力的重要途径之一。
【例2】在“验证牛顿第二定律”的实验中，下面是按实验要求装置好器材后，进行的实验性步骤：
（1）用天平测出小车和小桶的质量。备用砝码，使小车与砝码的总质量远大于小桶与砂子的总质量。
（2）挂上小桶，放进砂子，接通打点计时器的电源、放开小车，在纸带上打下一系列的点。
（3）保持小车的质量不变，改变砂桶里砂子的质量，测出加速度，重复几次。
三、关注新型实验器材中
【例5】某人在医院做了一次心电图，结果如图所示。如果心电图仪卷动纸带的速度为m/min ，图中方格纸每小格长 1 mm ，则此人的心率为（ ）
次/ min次/ min次/ min次/ min
〖解析〗由心电图可知，出现两个波峰之间的距离相等，所用的时间为
则此人每分钟心跳次数为
答案：C
〖点评〗本题考查实验步骤是常规题，对图象的判断是本题的创新之处，由此可以变化出许多新的题型，关键是同学在学习过程中善于归纳和总结。
二、关注类似于打点计时器新器材的命题
【例3】如图5甲所示，用包有白纸的质量为的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图5乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为、、、、、，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡。根据以上内容。回答下列问题（计算结果保留三位有效数字）：
〖解析〗由图12看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀加速直线运动；下边那个物体明显地做匀速运动。由于时刻t2及时刻t5两物体位置相同，这表明这段时间内它们的位移相同，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t3、t4之间，因此本题选C。
答案：C
〖点评〗此题的底片又成了我们研究问题的一条纸带，看来如果抓住了纸带这个根，然后认真观察、认真思考，很多动力学问题都可以归类到与一条小小纸带相关的简单问题，如果把纸带看作动力学的一个根，那完全可以从这个打点计时器和纸带这个“根”找到根深叶茂的物理动力学的知识之树。
（1）读出滑块的宽度d=cm.
（2）滑块通过光电门1的速度v1=m/s；滑动通过光电门2的速度v2=m/s；
（3）若用米尺测量出两个光电门之间的距离为l，已知当地的重力加速为g，则滑块与木板动摩擦因数表达式为（各量均用字母表示）。
（4）若用米尺测量出滑块初始位置到光电门2的距离为S，为测量被压缩弹簧的弹性势能，还需测量的物理量是（说明其含义，并指明代表物理量的字母），被压缩弹簧的弹性势能可表示为（各量均用字母表示）。
利用如图9所示装置测量滑块与长1m左右的木板间动摩擦因数及被压缩弹簧的弹性势能，图中木板固定在水平面上，木板的左壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧（弹簧长度与木板相比可忽略），弹簧右端与滑块接触，1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门，与之连接的两个光电计时器没有画出。现使弹簧解除锁定，滑块获得一定的初速度后，水平向右运动，光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为×10-2s和×10-2s，用游标卡尺测量小滑块的宽度d，卡尺示数如图10所示.
【例7】雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的尖形电磁波，当遇到障碍物时，在荧光屏上会接收到一个尖形波。某型号防空雷达某时刻发射一个雷达波p1,在雷达监视屏上接收到的雷达波形如图11甲n1所示，30s后在同方向上显示的发射波p2和接收波形n2如图5乙所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示时间间隔为10-4s，电磁波在空气中传播的速度为3×108m/s，则被监视的目标的速度最接近（ ）
由 可得
T为电磁打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。
（2）rad/s
〖点评〗利用打点计时器求转盘的角速度，这是本题的创新之处，转盘边缘的线速度与纸带的线速度相等是解决本题的关键。此题的实验器材、和实验步骤是不需要考生判断是否正确的信息，对于此类常规试题略加变化的创新题型，能否有效排除干扰信息，直指问题关键是高考考查能力的一种全新命题方式。
〖点评〗此题的创新之处在于把心电图引入到试题之中，从生活中提取信息，用物理学的原理进行解读，这正是新课标理念下对物理学习提出新的要求，创新产生与平时对生活的观察与思考，这正是本题给我们的启迪。
【例6】光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器，其结构如图8所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。
A．1200m/ss
ss
〖解析〗电磁波p1与障碍物的距离
电磁波p2与障碍物的距离
被监视的目标的速度
〖点评〗把雷达接收到的尖端电磁波看作是打点计时器打到纸带上的点，然后根据运动学规律进行数据处理，看来学习物理只要掌握了基本方法，很多问题都很好解决的。这就向我们学走路一样，只要会迈步，那么转弯、上下坡照走就是了，学物理道理也是如此。
有关打点计时器创新题型的解题指导
有关打点计时器创新题型的解题指导
打点计时器作为一个重要的实验工具，在高中物理学习过程中和高考中都占有重要的地位。如果以实验得到的一条纸带作为研究动力学的“根”，那么，通过一条纸带可以解读各类直线运动、牛顿运动定律、动量、机械能守恒定律、动能定理等动力学的问题。在近年高考中出现了许多涉及到打点计时器的创新题型，随着近年新课程改革和深入，在未来高考命题中会有更多的有关打点计时器的创新型命题出现。
【例4】科技馆中有一个展品，如图6所示。在较暗处有一个不断均匀滴水的龙头。在一种特殊的灯光照射下，可观察到一个个下落的水滴。缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况。可看到一种奇特的现象，水滴似乎不再往下落，而是固定在图中A、B、C、D四个位置不动，一般要出现这种现象，照明光应该满足（g=10m/s2）( )
（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T=s，图乙中的圆柱棒的端是悬挂端（填左或右）。
（2）根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为J，重力势能的变化量为J（g=s2）。由此可得出的结论是。
〖解析〗（1）
A．普通光即可
B.间隙发光，间隔时间为
C．间隙发光，间隙时间为
D.间隙发光，间隙时间为
解析：水滴做自由落体运动，由图6可知
xAB=10cm,xBC=(40-10)cm=30cm,
XCD=(90-40)cm=50cm,xBC-xAB=xCD-xBC=20cm,
所以水滴从A到B与从B到C及C到D的时间相等，设为T。只要光源的发光时间间隔为T，我们就能看到题中所说的奇特的现象。
由于圆柱棒下降是做匀加速运动，所以速度不断增大，则悬挂点应在左端。
（2）
得