2022年高一物理打点计时器和加速度 .pdf

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1、. . 第 4-5 节打点计时器及加速度一、认识打点计时器电磁打点计时器和电火花计时器电源性质打点频率打点方式阻力来源电磁打点计时器6v 一下交流时间间隔0.02s,频率 50Hz 振动通过复写纸在纸带上打点纸袋与限位孔的摩擦，针与纸带打点接触时的摩擦电火花计时器220v 交流火花放电使墨粉在纸带上打点纸带与限位孔的摩擦1、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。2、 打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。说明：电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样，打点的时间间隔都是0.02 s，所

2、以今后的叙述中不再区分，统称打点计时器。电磁打点计时器是利用电磁感应原理，其结构如图甲所示；电火花计时器是利用火花放电在纸带上打点的，其结构如图乙所示。二、打点计时器的使用实验步骤：把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。打点计时器接交流电源。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。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t0.02（n-1） s。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。利用公式v=x/t 计算出纸带在这段时间内的平均速度。说明：打点计时器是一种

3、记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。在使用前应了解它的结构，在使用时要遵照操作规程。例 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；打点时应先 _，再让纸带运动。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . 练习1、使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中：在

4、如下基本步骤中，正确的排列顺序为_。A.把电火花计时器固定在桌子上B.安放纸带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，进行打点学点 2 用打点计时器测量瞬时速度1、用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤：把打点计时器固定在桌子上。按照说明把纸带装好。启动电源， 用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一系列的点。随后立即关闭电源。取下纸带，从能够看清的某个点开始，每隔0.1 s，即每个点取个“测量点”标出，如图1-4-3 所示。根据 vx/t 计算出 0，1，2，,5 各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，并记下来，点作为计时起点，t，便可看

5、出手拉纸带运动的速度变化情况。说明：在使用电磁打点计时器时把纸带穿过限位孔，把复写纸片压在纸带上，在使用电火花计时器时，把墨粉纸盘套在纸盘轴上。使用时，必须先通电，再拉动纸带。测量瞬时速度在选择测量点0，1，2， 5 时，每隔 0.1s选择一个较好，方便计算；在选择位移 x 时，应包含上面这个点的一段位移。用平均速度v=x/t 代替测量点的瞬时速度，选取的x 越小（即 t 越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小。【例 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1-4-4 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

6、 _ m/s,B 点的瞬时速度更接近于_ m/s 练习1、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1-4-5 所示。求到间小球的平均速度。学点 3 用图象表示速度图 1-4-3 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . 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

7、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 vt 图象。说明：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vt 图象如图 1-4-6（1）所示。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（2）中画斜线的部分） 。从 v-t 图上可以直观地看出速度随时间的变化情况。【例 3】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画出物体的vt 图象。若到两测量点间距离x=5.

8、6 cm,试求出 t=0.06 s 时的瞬时速度。测量点序号0 1 2 3 4 对应时刻（ t/s）0 0.1 0.2 0.3 0.4 瞬时速度（ cm/s）42 82 102 110 168 三、速度变化快慢的描述加速度（一） 、加速度1.定义： 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值。2.物理意义： 表示速度改变快慢的物理量，其数值越大表示在单位时间内速度改变的越快。 3.定义式： a v/t =（ v-v0）/t。 4.单位：米每二次方秒写作： ms2 或 m s-2 例题 1. 关于加速度的含义，下列说法正确的是：（）A、加速度表示速度的增加B、加速度表示速度变化C、加速度表

9、示速度变化快慢D、加速度表示速度变化的大小（二） . 加速度方向与速度方向的关系名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . 加速度是矢量，方向与速度变化量v 的方向相同 . 在变速直线运动中，速度的方向始终在一条直线上，取初速度v0的方向为正方向. （1）若 vtv0，速度增大， a 为正值，表示a的方向与v0的方向相同；（2）若 vtv0，速度减少， a 为负值，表示a的方向与v0的方向相反 . 例题 2. 足球以

10、 12m/s 的速度与墙壁相碰后， 以 8m/s 的速度反向弹回， 球与墙的接触时间为0.1s ，求足球的加速度大小和方向例题 3：速度为 18m/s 的火车，制动后15s 停止运动。求火车的加速度（三）匀变速直线运动中的加速度在匀变速直线运动中，速度是均匀变化的，比值（vt-v0）/t是恒定的，即加速度a 的大小、方向不改变 . 因此，匀变速直线运动是加速度不变的运动. 什么是变化率？一个量的变化跟时间的比值，即单位时间内该量变化的数值，叫做这个量对时间的变化率。变化率表示变化的快慢，不表示变化的大小。加速度等于速度的变化和时间的比值，因而加速度是速度对时间的变化率。（区别于速率）（四）加速

11、度和速度的区别(1) 速度大的加速度不一定大（例如飞机以600m/s 的速度匀速飞行）, 加速度大的速度不一定大（火箭刚刚升空时,速度不是很快 ,但加速度极其大.）. (2) 速度变化量大, 加速度不一定大（由a v/ t 得知）。(3) 加速度为零 , 速度可以不为零 （匀速直线运动）; 速度为零 , 加速度可以不为零（竖直上抛物体到达最高点时，速度为0，加速度为g） 。区别 :加速度描述的是速度改变的快慢;速度描述的是位置改变的快慢比较速度 v、匀变速直线运动中速度改变v、和加速度 a. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -

12、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . 3、平均加速度（1） 、公式： a ? v / ? t （2） 、物理意义：描述速度变化的平均快慢程度4、瞬时加速度（1） 、定义：物体运动到某一位置（或在某一时刻）时的加速度在某一位置附近， 或在某一时刻附近，取一小段足够小的时间，物体在这一足够小的时间内的平均加速度近似称为这一时刻的瞬时加速度。在极小的时间内，平均加速度等于瞬时加速度匀变速运动：加速度不变的运动。这种运动中，平均加速度与瞬时加速度相等。（五） 从 v-t 图像看加速度1、前 2 秒内的加速度2、2s4s

13、 的加速度： 0 3、4s6s 的加速度：注意： 加速度为负值表示速度减小，此时， 加速度方向与速度方向相反V-t 图像的斜率就是加速度（对比 s-t图的斜率是物体的速度）练习：1、甲图中 OA 、AB 、BC段表示质点在作什么运动？试求各段时间内质点的加速度。乙图中 OA 、AB 、BC段表示质点在作什么运动？试求各段时间内质点的速度。222002/5 .1/214smsmtvva226446/2/240smsmtvva名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8

14、 页 - - - - - - - - - . . 2、如图是某质点做直线运动的v-t图象，从图上求出各段的速度变化及加速度。第四、五节打点计时器、加速度随堂检测1.关于物体的下列运动中，不可能发生的是（）A.加速度逐渐减小，而速度逐渐增大B.加速度方向不变，而速度的方向改变C.加速度大小不变，方向改变，而速度保持不变D.加速度和速度都在变化，加速度最大时速度最小；加速度最小时速度最大2.关于速度和加速度的关系，下列说法正确的有（）A.加速度越大，速度越大B.速度变化量越大，加速度也越大C.物体的速度变化越快，则加速度越大D.速度变化率越大则加速度越大3.下列说法中正确的是（）A.物体运动的速度

15、越大，加速度也一定越大B.物体的加速度越大，它的速度一定越大C.加速度就是 “ 增加出来的速度”D.加速度反映速度变化的快慢，与速度无关4.对以 a=2m/s2作匀加速直线运动的物体，下列说法正确的是( ) A.在任意 1s 内末速度比初速度大2m/s B.第 ns 末的速度比第1s 末的速度大2（ n-1）m/s C.2s 末速度是1s末速度的2 倍D.ns 是的速度是 (n/2)s 时速度的2 倍5.下列说法中，正确的是( ) A.物体在一条直线上运动，如果在相等的时间里变化的位移相等，则物体的运动就是匀变速直线运动B.加速度大小不变的运动就是匀变速直线运动C.匀变速直线运动是加速度不变的

16、运动D.加速度方向不变的运动一定是匀变速直线运动6.做匀减速直线运动的物体，10s内速度由20m/s 减为 5m/s求 10s 内物体的速度变化和加速度甲乙名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . 7.计算下列运动中的物体的加速度（1）某飞机的起飞速度是50m/s，由于其地面跑道的限制，要求飞机在8S 内离开跑道，求飞机起飞时的最小加速度（2）一辆汽车正以54km/h 的速度行驶，因发生紧急情况关闭油门，刹车后做匀

17、减速直线运动，经5S 停止8.如图所示v-t 图象，表示质点做_运动，它的初速度为_，加速度为 _，前20s内的加速度是_，第 30s 末的加速度 _。9.在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G 共 7 个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的计数点之间还有4 个打印点未画出。 记 AB=x1 ， BC=x2 ， CD=x3 ， DE=x4 ，EF=x5，FG=x6。（1） 试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、F 两个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入上表要求保留3 位有效数字。（2） 为了验证小车的运动是匀变速运动，请进行下列计算，填入表格（单位：cm） 各位移差与平

18、均值最多相差，若纸带的右端后通过打点计时器由此可以得出结论：小车的运动是（3）试根据纸带上各个计数点间的距离求出小车的加速度。（4）将 B、C、D、E、F 各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - . . (5)由所画速度时间图像求出小车加速度为 m/s2 从图象上求纸带上的A 点所对应的物体的即时速度vA=_m/s. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -