打点计时器加速度.docx

打点计时器加速度 高中物理 必修一 纪老师讲义 用打点计时器测速度 一、两种计时器的比较： 电源性质 打点频率 打点方式 阻力来源 电磁打点计时器 6V以下交流电源 振针通过复写纸在纸带上打点 电火花计时器 220V交流电源 电火花放电使墨粉在纸带上成点 打点时间间隔0.02s，频率50hz 打点时间间隔0.02s，频率50hz 纸带与限位孔、限位盘的摩擦；振纸带与限位孔、限位盘的摩擦 针与纸带打点接触时的摩擦 电火花计时器比电磁打点计时器更精确 二 、练习使用打点计时器 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 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。 三 、测瞬时速度 1、测量原理： 测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移x，测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。 2、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，并记入表中，点作为计时起点，t，便可看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。 - 1 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 用平均速度v=x/t代替测量点的瞬时速度，选取的x越小，平均速度越接近瞬时速度，误差越小。 四、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vt图象。 五、1：使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？ 错接在直流电源上，影响是 电源频率不稳，影响是 打点针压得太紧，影响是 电源电压不稳，影响是 振针过长，影响是 不会打点；打点间隔无规律，不总是每隔0.02s打一个点，但纸带上看不出，而实际上打点间隔已不是0.02s内物体运动的位移；针与纸带接触时间过长，使“点”变成为“线”；不影响打点的时间间隔，影响打点的清晰程度；对纸带的影响和振针压得太紧相似，是间断的直线。 2：若纸带上出现下列情况是什么原因 打点不清晰、不打点：振针过高或电压太低使振幅过低或复写纸用的太久。 打出的是短线而不是点：振针过低或所加电压太高使振幅过大 打双点：振针松动 经典题型 对打点计时器的认识 1、对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中，正确的是( AB) A电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电 B两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 D电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉 2、打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这条纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是( C ) AT0.1 s，tNT BT0.05 s，t(N1)T CT0.02 s，t(N1)T DT0.02 s，tNT 3、根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是( AB) A时间间隔 B位移 C速率 D平均速度 打点计时器的使用 4、使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： 在如下基本步骤中，正确的排列顺序为_A、B、D、E、C_。 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 5、在使用打点计时器时 A、每打完一列点子就要切断电源 B、不要移动圆形复写纸片的位置 C、纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面 - 2 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 D、侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，提高纸带的利用率 错误分析 6、 某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，这可能是因为( D ) A打点计时器错接在直流电源上 B电源的电压不稳 C电源的频率不稳 D振针压得过紧 7、在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是B A交流电源的电压不稳定 B交流电源的频率不稳定 C巳永久磁铁的磁性太弱 D振片的固有频率与交流电源的频率有偏差 8、电火花打点计时器使用交流 V电源工作，它是利用 在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器工作电源频率是50Hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60Hz，仍按50Hz的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 。 220v, 火花放电，偏小 数据处理 9、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_0.35_ m/s，在A、D间的平均速度为_0.42_ m/s,B点的瞬时速度更接近 于_0。35 _ m/s。 10、下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条(A ) 11、运动小车拉动的纸带通过打点计时器后，在纸带上留下的点子中有5 个连续清晰的点，测出5 个点间的距离为20cm，则 A、小车运动的平均速度为2.00m/s B、小车运动的平均速度为2.50m/s C、小车运动的平均速度为200m/s D、小车运动的平均速度为250m/s 12、某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图2所示的纸带，纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示根据图上数据，可判断小车做 运动，小车经过B点时的速度是_ _cm/s，小车经过D点时的速度是_cm/s(相邻计数点间的时间间隔为0.1s) 0 10 20 30 40 cm O A B C D E 加速运动，65cm/s，122.5cm/s 图2 13、某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图3所示,图中O点为纸带O A 1.30 B C D - 3 - E F G 单位:cm 10.08 14.40 3.45 6.34 19.55 高中物理 必修一 纪老师讲义 的第一个点，接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速？在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是多大？ B点的瞬时速度为多大？ A、F间纸带运动的平均速度为v=Dx19.55-1.30=36.50cm/s Dt0.1´5B点的瞬时速度可以用AC、AD、AE或AF段的平均速度表示，其中AC段的平均速度最接近B点瞬时速度 vB=vAC=AC6.34-1.30=50.4cm/s t0.1对V-t图象的理解 14、如图是甲、乙两物体运动的速度图象，下列说法正确的是(BD ) A物体甲处于静止状态 B物体乙刚开始时以5 m/s的速度与甲物体同向运动 C物体乙在最初3 s内的位移是10 m D物体乙在最初3 s内的路程是10 m 15、某物体沿一直线运动，其vt图象如图7所示，则下列说法中正确的是( B) A第2 s内和第3 s内速度方向相反 B第2 s内和第3 s内速度方向相同 C第2 s末速度方向发生变化 D第5 s内速度方向与第1 s内方向相同 16、一物体做直线运动的图象如图8所示，则该物体( A ) 图8 A先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同 B先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反 C先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同 D先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反 17、如图9所示为一物体做匀变速直线运动的图象由图象作出的下列判断中正确的是(BD ) 图9 A物体始终沿正方向运动 B物体先沿负方向运动，在t2 s后沿正方向运动 C在t2 s前物体位于出发点负方向上，t2 s后位于出发点正方向上 D在t2 s时，物体距出发点最远 - 4 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 速度变化快慢的描述-加速度 一、加速度 定义：速度的变化量跟发生这一变化所用时间的比值。 定义式： -1Dv2a= DtDt 物理意义：描述物体速度变化的“快慢” 单位：在国际单位制中，加速度的单位是m/s2 二、加速度方向与速度方向的关系 速度的变化量v 加速度 (a = v/t )的方向 在变速直线运动中，若以初速度v1方向为正方向， 加速直线运动，a _0，a的方向 ； 减速直线运动，a _0， a的方向 结论：加速度方向和速度变化量的方向相同，与速度方向无关。 “速度大”、“速度变化大”、“速度变化得快”描述的是相同的情况？ 速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。 vv加速度为零时，速度可以不为零；速度为零时，加速度可以不为零。 加速度大小与速度大小没有必然联系。 速度变化量大，加速度不一定大； 加速度大，速度变化量不一定大。 加速度与速度变化量没有必然联系。 三、从v-t 图象看加速度 v-t的倾斜程度表示加速度，当图象上扬时加速度为正，当图象下降时加速度为负 四、变化率 定义：某量D的变化量D与发生这个变化所用的时间t 的比值D/t ，叫做这个量的变化率。 物理意义： 描述某量D的变化快慢，不表示某量D的变化量D的大小。 经典题型 概念辨析 1、以下对于加速度的认识中，哪些是对的？ABH A、物体的加速度很大，速度可以很小 B、物体的速度为零，加速度可以不为零 C、加速度表示增加的速度 D、加速度为零时，速度必然为零 E、物体的速度越大，则加速度也越大 F 、物体的速度变化越大，则加速度越大 H、物体的速度变化越快，则加速度越大 I、物体加速度的方向，就是物体速度方向 - 5 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 2、下列说法正确的是 A. 物体速度改变量大，其加速度一定大 B. 物体有加速度时，速度就增大 C. 物体的加速度大，速度一定大 D. 物体的速度变化快，加速度一定大 3、下列说法正确的是： A. 加速度增大，速度一定增大 B. 速度变化越大，加速度越大 C. 物体有加速度，速度就增大 D. 物体的速度很大，加速度可能为零 4、关于速度、速度改变量、加速度，正确的说法是： A、物体运动的速度改变量很大，它的加速度一定很大 B、速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零 C、某时刻物体的速度为零，其加速度不可能为零 D、加速度很大时，运动物体的速度一定很大 5、以下关于加速度的说法中，正确的是 A. 加速度为0的物体一定处于静止状态 B. 物体的加速度减小，其速度必随之减小 C. 物体的加速度增加，其速度不一定增大 D. 物体的加速度越大，其速度变化越快 6、若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则 (BD) A汽车的速度也减小 B汽车的速度仍在增大 C当加速度减小到零时，汽车静止 D. 当加速度减小到零时，汽车的速度达到最大 7、一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中 A.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 8、加速度不变的运动 A一定是单向直线运动B可能是直线也可能是曲线运动 C可能是匀速圆周运动 D若初速为零，一定是直线 9、匀速直线运动的加速度 A为正值 C为零 10、由a= v t 可知 Aa与v成正比B物体加速度的大小由v决定Ca的方向与v的方向无关 D v t 叫做速度的变化率，就是加速度 11、以下物理量中是矢量的有 位移，路程，瞬时速度，平均速度，时间，加速度，速率 A只有 B只有 C只有 D只有 B为负值 D可能为正也可能为负 - 6 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 12、物体做减速运动，下列说法正确的是 速度的变化量的方向取负值，其意义为速度的变化率减小 速度的变化量的方向取负值，其意义为速度的变化量的方向与初速度的方向相反 加速度的方向取负值，表示加速度在逐渐减小 加速度的方向与初速度的方向相反 A B C D 13、下列关于的描述不正确的是 A匀减速运动的加速度一定为负 B只要物体的速度大小或方向发生变化，物体就有加速度 C若匀变速运动的加速度是2m/s2，则2s内速度变化V=4m/s D以10m/s运动动的汽车，刹车时的加速度大小是5m/s2，则2s汽车就可以停下来 14、对以a=2 m/s2作匀加速直线运动的物体，下列说法正确的是 (AB ) 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2m/s C.2s末速度是1s末速度的2倍 D. n s是的速度是(n/2)s时速度的2倍 15、下列说法中正确的是 A.物体有恒定速率时，其速度仍可能有变化B.物体有恒定速度时，其速率仍可能有变化 C.物体的加速度不为零时，其速度可能为零 D.物体具有沿x轴正向的加速度时，可能具有沿x轴负向的速度 16、一个质点做方向不变的直线运动，加速度的方向始终与速度方向相同，但加速度大小逐渐减小直至为零，则在此过程中 A.速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度达到最小值 B.速度逐渐增大，当加速度减小到零时，速度达到最大值 C.位移逐渐增大，当加速度减小到零时，位移将不再增大 D.位移逐渐减小，当加速度减小到零时，位移达到最小值 17、汽车沿平直公路做加速度为05ms的匀加速直线运动，那么在任意1s内 A汽车的末速度一定等于初速度的0.5倍 B汽车的初速度一定比前一秒内的末速度大0.5ms C汽车的末速度一定比前一秒内的初速度大0.5ms D汽车的末速度一定比初速度大0.5ms 图象问题 18、如图所示是一个物体向东运动的速度图象。由图可知在010s内物体的加速度大小是 , 方向是 ，在1040s内物体的加速度大小是 ，在4060s内物体的加速度大小是 ，方向是 。 219、甲乙两物体从同一地点出发的速度时间图象如图所示，由图可知 - 7 - 高中物理 必修一 纪老师讲义 a甲= ，a乙= ；t = 时，v甲= v乙； 20、一枚火箭由地面竖直向上发射，其速度-时间图象如图所示，由图象可知 A0ta段火箭的加速度小于tatb 段火箭的加速度 B在0tb 段火箭是上升的，在tbtc段火箭是下落的 Ctb时刻火箭离地面最远 Dtc时刻火箭回到地面 21、如图是甲乙做直线运动的速度图象，加速度分别是a1、a2 ，由图可知 A甲做匀加速直线运动，乙做匀减速直线运动 B甲和乙的速度方向相同 C甲和乙的加速度方向相反 D甲的加速度数值比较大 22、沿直线运动的物体，vt图象如图，则错误的是 A第2s内和第3s内速度方向相反 B第2s内和第3s内的加速度方向相反 C在第4 s 内质点做反向匀加速直线运动 D在6s 内质点发生的位移为0 m 23、如图所示，为物体做匀加速直线运动的速度图象，则ABC A 两物体初速度不同，加速度相同 B 两物体在相同时间内速度的增加量相同 C 甲观察到乙做匀速直线运动 D 乙观察到甲是静止的 24、世界一级方程式赛车比赛过程中，赛车在比赛时有一次进站加油的过程要求。设某次比赛中，处于第一名的赛车进站加油，该赛车进站时的加速度大小为35m/s2，出站时的加速度为大小40m/s2，加油时间为6s，进站前和出站后在赛道上的速度均为90m/s，则该赛车从进站到出站所用时间是多少？10.75s - 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