高一（ ）班 姓名： 座号：（ ） 第四次作业
打点计时器及纸带问题分析与处理
1. 打点计时器是一种通过在纸带上打出一系列的点来记录 的
仪器。两种打点计时器分别是 打点计时器和 打点计时器。
工作电压分别是 V 流电和 V 流电，它们打点的频率都是 Hz ，即每个 s 打一个点。
2.探究自由落体运动实验步骤：
①.选择正确的电源，连接电路；
②.将纸带一端穿过重锤，一段穿过打点计时器的限位孔，放在复写纸的 面；
③.将打点计时器固定在铁架台上，将重锤拉到靠近打点计时器，并保证纸带沿
着 方向。
④.先 ，再 ，让纸带随重锤一起做自由落体运动。
（A ．释放纸带 B ．接通电源）
3.纸带问题分析与处理
凡是等时间间隔记录匀速、匀变速运动物体位置变化的情况，都可归结为“纸带
问题”。例如:
1.9 5.8 9.6 13.6 17.3
（1）根据纸带你可以直接知道（ ），还可以间接知道（ ）
A ．位移
B ．加速度
C ．每个点的瞬时速度
D ．时间
（2）根据纸带给出的数据填空：
=AB s m, =BC s m, =CD s m,
=D E s m, =EF s m, =DE t =EF t s, =-AB BC s s m,
=-CD DE s s m, =-DE EF s s m,
: (书P39页第五题第三行至结尾)
用逐差法，我们可以求出 a =
（公式）
（舍去最后一段位移）
= （代入数据式）
= .2s m
利用中间时刻的速度等于全程的平均速度，我们可以求出：=B v = ,s m =C v = ,s m
=D v = ,s m =E v = .s m
【巩固练习】 一、选择题： 1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器接通频率恒定的电源在纸带上打出一系列点迹．下列关于纸带上点迹的说法中，正确的是( ) A．点迹越密集，说明物体运动越快 B．点迹越密集，说明物体运动越慢 C．点迹越密集，说明振针打点越快 D．点迹越密集，说明振针打点越慢 2．如图所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动( ) 3．在一次常规体检中，某运动员心电图记录仪的出纸速度(纸带移动的速度)是2.0cm/s，如图所示每格边长是0.5cm，由此可知他的心率和他的心脏每跳一次所需的时间分别为( ) A．约100次/min，1s B．约75次/min，0.8s C．约80次/min，1.2s D．约60次/min，1s 4．有一身高为H的田径运动员正在进行100m国际比赛，在终点处，有一站在跑道旁边的摄影记者用照相机给他拍摄 冲线运动，摄影记者使用的照相机的快门(曝光时间)是1 s 60 ．得到照片后测得照片中人的高度为h，胸前号码布上模 糊部分的宽度是△L，由以上数据可以知道运动员的( ) A．100 m成绩 B．冲线速度 C．100m内的平均速度 D．100m比赛过程中发生的位移大小 5．关于“探究小车速度随时间变化的规律”的实验操作，下列说法中不正确的是( ) A．长木板不能侧向倾斜，但可一端高一端低 B．在释放小车前，小车应紧靠在打点计时器上 C．应先接通电源，待打点计时器开始打点后再释放小车 D．要在小车到达定滑轮前使小车停止运动 6．在实验中，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是( ) A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s D．每隔五个点取一个计数点，则计数点问的时间间隔为0.10s 7．在“探究小车的速度随时间变化的规律”的实验中，为了减小测量小车运动加速度的相对误差，下列措施中哪些是有益的( ) A．使小车运动的加速度尽量小一些 B．适当增加挂在细绳下的钩码的个数 C．在同样条件下，打出多条纸带，选其中一条最理想的进行测量和计算 D．舍去纸带上较密集的点，然后选取计数点，进行计算 8．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是( ) A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。 电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，使用220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，指导运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。 电磁打点计时器：1.打点计时器使用的电源必须是交流电源，且电压是6~9V。 2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线线，应调整振针具复写纸片的高度，使之大一点。 3.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。 使用电火花计时器时，1应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 2复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若还不够清晰，考虑更换复写纸。 3处理纸带时，密集点的位移差值测量起来误差大，故应舍去。 编辑本段电火花计时器与电磁打点计时器的比较 这两种计时器的共同点是在纸带上记录运动物体的“时——空”分布信息，计时基准都是取自家用电的周期，在我国每两个点之间的时间间隔为0．02秒，因而有相同的数据采集方法与数据整理分析方法，并可与斜面小车、轨道小车等配套使用，但在可靠性、准确性以及课时利用率等方面，则有很大的差别。电火花计时器成功地克服了电磁打点计时器的缺点。， 电火花打点计时器： 1.把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套再纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否夹再两条纸带之间。 2.把计时器上的电源插头插在交流220V电源插座上。 3.按下脉冲输出开关，用守水平地拉动拉动两条纸带，纸带上就打上一列小点。 电磁打点计时器： 1.把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。 2.把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与6V的低压交流电源的接线柱相连接. 3.闭合电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打上一列小点
专题十、实验（一）：打点计时器和纸带的处理 一、典例精析： 例1某同学在做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条 （每两点间还有4个点没有画出来），图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。 5.007.109.1010.8 1 12.7015.1[0单 1 O ■J* * A ■- E t 1 3 C ■ ■ D * ‘I p ? E F 由这些已知数据计算：①该匀变速直线运动的加速度a=_l.93 _m/s2。②与纸带上D点相对应的瞬时速度 A. ①③ B.②③ C.①④ D.②④ 例3、“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁式打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图8 所示的纸带图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是（C） A.实验时应先放开纸带再接通电源 B . （S6 —S）等于（S2 —S）的6 倍 C.从纸带可求出计数点B对应的速率 v=___1.39 __ m/s。（答案均要求保留3位有效数字） 例2、小明同学在学习了DIS实验后，设计了一个测物体瞬 速度的实验，其装置如下图所示。在小车上固定挡光片，使光片的前 端与车头齐平、将光电门传感器固定在轨道侧面，高轨道的一端。小 明同学将小车从该端同一位置由静止释放, 得了如下几组实验数据。 则以下表述正确的是（D） ①四个挡光片中，挡光片I的宽度最小 ②四个挡光片中，挡光片W的宽度最小 ③四次实验中，第一次实验测得的速度最接近小车车 头到达光电门时的瞬时速度 ④四次实验中，第四次实验测得的速度最接近小车车 头到达光电门时的瞬时速度 实验不同的通过光电门的时间速度 次数挡光片(s ) (m/s) 第一次I0.230440.347 第二次n0.174640.344 第三次出0.116620.343 第四次IV0.058500.342
《打点计时器的使用及相关计算》专题 命题人：王树斌 班级：姓名： 一、知识要点： 1、打点计时器构造及原理： 1）、电磁打点计时器是一种使用电源的计时仪器，其工作电压约为 V，电火花计时器的工作电压是 V。通常打点的时间间隔为 s.如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。 2）、根据图所示的打点计时器构造图，指出各主要部件的名称：①____，②____，③____，④____，⑤____，⑥____，⑦____，⑧____，⑨____ 2、相关计算： 1)、通过打点计时器在纸带上打点(或照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律：此方法称留迹法。 2）、初速无论是否为零,只要是匀变速直线运动的质点,就具有下面两个很重要的特点： 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数； s = aT2（判断物体是否作匀变速运动的依据）。中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度。 3）、注意： ⑴、判断物体是否作匀变速直线运动的方法 ⑵、求平均速度的方法、 ⑶、求a方法： （4）、根据各计数点的速度画出图线,图线的斜率等于a； （5）、求某一段位移 4）、易出错的地方： （1）、找位移关系时容易出错：相等时间间隔的位移 （2）、找时间关系时容易出错：计时点和计数点的区别 （3）、计算中未统一单位容易出错：纸带上通常以厘米为单位
二、针对训练： 1、根据电磁打点计时器的工作原理可知，影响其打点周期的主要因素是（ ） A.振片的长度 B.振针的长度 C.电源的频率 D.电源的电压 2、在“练习使用打点计时器”的实验中，确定纸带上的点表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时：（ ） A 、可以根据测出每相邻两点间的距离，看其是否都相等来判断； B 、应通过测出纸带表示的运动的全路程来判断； C 、必须通过计算任意两点间的平均速度来判断； D 、必须通过计算全程的平均速度来判断。 3、用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，应当先进行的操作是：（ ） A 、先拉动纸带； B 、先合下开关； C 、拉动纸带和合下开关同时进行； D 、先进行哪个操作都可以。 4．下列关于打点计时器说法正确的是（ ） A ．在处理数据时，纸带上的点一定要每五个点选一个 B ．电磁打点计时器和电火花计时器统称为打点计时器 C ．电磁打点计时器使用的电源是6V 以下低压，故可用4节干电池供电 D ．在纸带上打点时候必须先接通电源，让打点计时器工作一段时间稳定后再进行拉纸带或让小车带动纸带运动，次序不能颠倒 5、利用打点计时器测定物体做匀变速直线运动的加速度时，在纸带上所打的一系列的点如图，各相邻记数点之间的距离分别为s 1、s 2、s 3、s 4、……，则下面各关系式中正确的是（ ） A 、s 2- s 1=aT 2 B 、s 3-s 1=3aT 2 C 、s 2-s 1=s 3-s 2 D 、s 3-s 2=aT 2/2 6、在研究匀变速直线运动的实验中，如图为记录小车运动情况的纸带，图中A 、B 、C 、D 、E 为相邻的记数点，相邻记数点间的时间间隔t=0.1s 。根据 可判断小车做 运动。根据 计算各点瞬时速度，且V B = m/s 。小车运动的加速度是 。 7. 研究“匀变速直线运动”的实验中，打点计时器在纸带上打出一系列的点如图所示，每两点之间有4个记时点，其中OA=0.9cm ，OB=2.4cm ，OC=4.5cm ，OD=7.2cm ，求纸带加速度=a ，A 点的瞬时速 度是=A v 。 8、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。计时器所用电源的频率为50Hz ，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5 六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、
纸带问题分析 【学习目标】 1．知道电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理 2．学会使用打点计时器 3．会用打出的纸带求加速度、瞬时速度 4．能通过纸带上点的位置关系分析物体运动 【要点梳理】 要点一、电磁打点计时器与电火花计时器的构造和工作原理 要点诠释： 1.电磁打点计时器及电火花计时器的构造 电磁打点计时器及电火花计时器的构造分别如图甲、乙所示． 2.电磁打点计时器的原理 电磁打点计时器是利用电磁原理打点计时的一种仪器，它的工作原理可以用图甲、乙来说明．当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲所示，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永久磁铁使簧片受到一个向下的力；当交流电转为负半周时，电流方向如图乙所示，簧片左端变为S极，永久磁铁使簧片受到一个向上的力．随着交变电流方向的周期性变化，簧片周期性地受到向下、向上的力就振动起来．位于簧片一端的振针随簧片的振动而在复写纸上打点．如果在复写纸下有运动的纸带，振针就在纸带上打出了一系列的点．交流电源的频率为50Hz时，它每隔0.02s打一个点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔是0.02s． 3.电火花计时器的工作原理 电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉，它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器．使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘
轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．当电源频率是50Hz时，也是每隔0.02s打一次点． 4.电磁打点计时器与电火花计时器的比较 ①两种计时器使用的都是交流电源；当电源的频率为50Hz时，都是每隔0.02s打一个点． ②电磁打点计时器使用4～6V交流电，电火花打点计时器工作电压是220V交流电． ③无论是使用电磁打点计时器还是使用电火花计时器，打出的纸带上的点，都记录了纸带运动的时间．如果纸带是跟物体连接在一起的，纸带上的点就相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究点之间的距离，就可以了解在不同时间里物体发生的位移、速度的大小和变化情况． ④电火花计时器工作时纸带运动受到的阻力比较小，实验误差较小． 5.使用打点计时器的注意事项 ①会安装复写纸，并且会调节复写纸的位置，将纸带从复写纸下穿过．将计时器接入50Hz交流电源，从交流4V开始，观察振片振动情况，若振片振幅较小，再升高电压至6V；对电火花计时器，应将墨粉纸盘套在纸盘轴上，两条纸带要对齐穿过限位孔，墨粉纸盘夹在中间，使用220V交流电源． ②开启打点计时器，待1～2s再拖动纸带打出点，观察点迹是否清晰，打完纸带后，立即关闭电源． ③在纸带上打不出点或点迹颜色过淡情况下，纠正时大致从以下方面注意：电源电压较低情况下，可适当提高(对电火花计时器这种情况较少)；调整复写纸位置或更换复写纸(或墨粉纸盘)；调整打点计时器． ④调整打点计时器．如果打不出点，首先要检查压纸框的位置是否升高，阻碍了振片上的振针打不到纸带上，若是，可将压纸框向下压，恢复到原来的位置．这种情况一般是由于操作不当引起的．另外也可能是振片没有工作，在共振情况下，此时可松动固定振片的螺丝，适当调节振片位置，紧固后观察振幅，若达到或接近共振状态即可正常工作．如果振片振动较大仍打不出点，可调整振针的位置，直到打出点为止．若振针向下调节过长，则打点的声音过大，且易出现双点，调节时要仔细． ⑤如果将打点计时器错接在学生电源的直流电源上(非稳压电源)，也能在纸带上打出点迹，这是因为直流输出单向脉冲电流，频率为100Hz，会导致数据处理时错误． ⑥使用电火花计时器时，若用一条纸带要将纸带压在墨粉纸盘下，打完一条纸带后要将墨粉纸盘转一角度再打另一纸带，否则会只用纸盘的某一位置，打出的点迹颜色较淡；若使用双纸带，将墨粉纸盘夹在中间，拖动时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉纸盘会随纸带转动，电火花将墨粉纸盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，点迹颜色较重，而上面的纸带没有点迹，可重复使用，但用两条纸带时摩擦阻力较大．不管用哪种方法，打完纸带后都应立即关闭电源． 要点二、实验原理和步骤、注意事项 要点诠释： 1.实验目的 ①进一步练习打点计器的使用、纸带数据处理和测量瞬时速度的方法． ②利用打点纸带研究小车的运动情况，分析小车的速度随时间变化的规律． 2.实验器材 附有滑轮的长木板、小车、带小钩的细线、钩码若干、打点计时器、纸带、刻度尺、导线、交流电源． 3.实验原理 把纸带跟运动物体连接在一起，并穿过打点计时器，这样纸带上的点不但记录了物体的运动时间，而且相应地表示运动物体在不同时刻的位置，研究这些点的情况，就可以了解物体的运动情况． 4.实验步骤 ①把附有滑轮的长木板放在实验台上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路，如图所示．
精心整理 打点计时器及纸带处理 1．张强同学在做“研究匀变速直线运动”实验时打出纸带如图6所示，舍去前面较密集的点，取O为起始位置，每隔五个间隔为一个计数点，则在A、B、C三个计数点处的瞬时速度分别为v A＝______，v B＝______，v C＝______(图中刻度尺的最小刻度为mm)，整个运动中的平均速度是______． 2． 3、（1 用在纸带上打出点迹的，它接的是V交流电源，当使用的交流电源频率是 点． （2）一辆小车沿一条直线运动，车上放着盛水的滴漏，每隔 G 4 0、13=3.62 cm，3 5点 5点开始每测得OA= t/s 答案：0.11.20.26 6．山东省实验中学在“研究匀变速直线运动”的实验中所使用的电源是50H Z的交流电，某同学打好三条纸带，选取其中最好的一条，其中一段如图所示。图中A、B、C、D、E为计数点，相邻两个计数点间有四个点未画出。
根据纸带可计算出各计数点的瞬时速度，则V B =________m/s,并计算纸带所对应小车的加速度a=m/s 2（本题结果均要求保留三位有效数字） 答案： 7取了 （1（2（3（48． 9.、G 大小：_______________m/s ；(2)纸带运动的加速度大小：________________m/s 。(结果保留3位有效数字) 答案：1.18 m/s ；1.50 m/s 2。 10．江苏省马塘中学（6分）在测定匀变速直线运动加速度的实验中，选定一条纸带如图所示，从0点开始，每9.50 11.00 12.55 14.00 15.50 17.05 单位：cm A B C D E F G s
怀仁名师教育高一物理学案 打点计时器、运动学公式 知识点：打点计时器的介绍基本使用 一、了解打点计时器（打点计时器是计时仪器） 1．作用及分类 打点计时器是一种使用________电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔________打一次点．打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的________．供高中学生实验用的计时器有________打点计时器和________打点计时器两种． 2．电磁打点计时器 ①工作电压：________以下的交流电源； ②原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，________便振动起来，带动其上的________上下振动．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点． 3．电火花计时器 ①工作电压：________交流电源； ②原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹． 4．两种计时器误差比较，________计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小．5.使用打点计时器应注意哪些事项？ 6.纸带上的计时点和计数点的区分。
7.测量各计数点间的距离时，逐个测量较好还是一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再计算各计数点间的距离较好？（刻度尺的读数） 8.纸带上平均速度的计算和某点瞬时速度的计算。 二、现代科技仪器测速度 1．借助传感器用计算机测速度 2．光电门测速度 例题一：如图所示，滑块在牵引力作用下先后通过两 个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一 个光电门的时间Δt1＝0.29 s，通过第二个光电门的时 间Δt2＝0.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，分别求 滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小． 3．利用频闪照相分析计算物体的速度 例题二：下图是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚 下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间 就是0.1 s，这样便记录了物体运动的时间，而物体运动的 位移则可以用尺子量出．
高中物理学习材料 纸带问题分析 授课内容： 例题1、如图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。 （1）如何验证小车的运动是匀变速运动？ （2）如何求运动物体各时刻的速度？ （3）如何求运动物体的加速度？ 图一 例题2、给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v m= m/s。 图二 例题3、如图所示，物体做匀变速直线运动，用打点计时器（每隔0.02s 打点一次）打出一条纸带，A、B、C、D、E是先后顺序打出的点中的几个。在图中所画的点的中间还有4个点没有画出。从图中可以看出物体在做_____运动，物体运动的加速度的大小为_ _m/s2。 图三 例题4、某同学用右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36 12 123 6 S S S S t t t t 、、……。 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，在下面的仪器和器材中，必须使用的有和。（填选项代号） A．电压合适的50 Hz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1mm的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、 2、5计数点所在位置如图所示，则S2＝ cm，S5＝ cm。 图四 例题5、在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中， 某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点，共取了A、B、C、D，E、F 六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别叫a、b、c、d、e段)，将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在“xOy坐标系中，如图所示，由此可以得到一条表示v - t关系的图线，从而求出加速度． 图五 (1)请你在xOy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v - t关系的图线，并指出哪个轴相当于v轴？_____________________。 (2)从第一个计数点开始计时，要想求出0.15 s时刻的瞬时速度，需要测出哪一段纸带的长度？_____________________ (3)若测得口段纸带的长度为2.0 cm，e段纸带的长度为10.0 cm，则加速度为____m/s2． 例题6、从斜面上的某点每隔0.1s释放一颗相同的小球，在连续放下几颗后，对正在斜面上运动的小球摄得如图照片．测得AB=15cm， BC=20cm．试求： （1）钢球运动的加速度； （2）拍摄时B球的速度； （3）照片上D球距C球的距离；
（2013 福建）19．（18分） ⑴（6分）在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中（装置如图甲）： ①下列说法哪一项是正确的。（填选项前字母） A ．平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B ．为减小系统误差，应使钩码质量远大于小车质量 C ．实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放 ②图乙是实验中获得的一条纸带的一部分，选取O 、A 、B 、 C 计数点，已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ，则打B 点时小车的瞬时速度大小为____m/s （保留三位 有效数字）。 （2013 广东）34．（18分）（1）研究小车匀变速直线运动的实验装置如图16（a ）所示，其中斜面倾角可调。打点计时器的工作频率为50Hz 。纸带上计数点的间距如图16（b ）所示，其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. 将小车停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，让纸带穿过限位孔。 上述实验步骤的正确顺序是：_________________________（用字母填写）。 ②图16（b ）中标出的相信两计数点的时间间隔T =_________s 。 ③计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v 5=_________。 ④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a =_________. 【答案】①CDBA ②0.1s ③ 45 2s s T + ④ 4561232()() 9s s s s s s T ++-++ （2013 四川） 2）（11分） 如图1所示，某组同学借用“探究a 与F 、m 之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“探究合外力做功和动能变化的关系”的实验： ①为达到平衡阻力的目的，取下细绳和托盘，通过调节垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做___________运动。 ②连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图2所示的纸带。纸带上O 为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0.1s 的 小图16（b ）
打点计时器问题 1．“研究匀变速直线运动”的实验中，使用电磁打点计时器(所用交流电的频率为50 Hz)，得到如图所示的纸带．图中的点为计数点，相邻两计数点间还有四个点未画出来，下列表述正确的是() A．实验时应先放开纸带再接通电源 B．(x6－x1)等于(x2－x1)的6倍 C．从纸带可求出计数点B对应的速率 D．相邻两个计数点间的时间间隔为0.02 s 解析：在“研究匀变速直线运动”的实验中，实验时应先接通电源再放开纸带，A错误．根据做匀变速直线运动的物体在相邻相等的时间间隔内通过的位移差相等得x M－x N＝(M－N)aT2，可知(x6－x1)等于(x2－x1)的5倍，B错误．根据B 点为A与C的中间时刻点有v B＝x AC 2T，C正确；由于相邻的计数点之间还有4个 点没有画出，所以时间间隔为0.1 s，D错误． 答案：C 2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，下列方法有助于减少实验误差的是() A．选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上开始时密集的点，只利用点迹清晰、点间隔适当的那一部分进行测量、计算 D．适当增加挂在细绳下钩码的个数 解析：选取的计数点间隔较大，在用直尺测量这些计数点间的间隔时，在测量绝对误差基本相同的情况下，相对误差较小，因此A项正确；在实验中，如果小车运动的加速度过小，打出的点很密，长度测量的相对误差较大，测量准确性降低，因此小车的加速度应适当大些，而使小车加速度增大的常见方法是适当增加挂在细绳下钩码的个数，以增大拉力，故B错，D对；为了减少长度测量的相对误差，舍去纸带上过于密集，甚至分辨不清的点，因此C项正确．
专题：纸带问题 一、利用纸带判断物体的运动情况 1.点迹密集的地方表示纸带运动的速度小，点迹稀疏的地方表示速度大。 2.若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运动，反之做减速运动。 例1 关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中不正确的是( C ) A ．点迹均匀，说明纸带做匀速运动 B ．点迹变稀，说明纸带做加速运动 C ．点迹变密，说明纸带做加速运动 D ．相邻两点间的时间间隔相等 二、平均速度和瞬时速度的计算（匀变速直线运动） 1.平均速度：两点间平均速度t x v ??=，这里Δx 可以用直尺测量出两点间的距离（或根据题目提供的数据计算得到），Δt 为两点间的时间间隔。 2. 瞬时速度:在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度可以由此点前后两点间的平均速度表示，例：如下图所示 AC AC AC B t x v v = =,BD BD BD C t x v v == 三、加速度的计算（匀变速直线运动） 1、匀变速直线运动的判别式：在相邻相等时间（T ）内的位移之差为一恒定值，即2 aT x =? 2、若是不相邻但相等的时间（T ）内的位移之差，则有：2)(aT m n x x m n -=- 3、若是有多段位移，则利用逐差法：2 123456)(3-T x x x x x x a ）（）（++++= 专题练习 1、某学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动．他将打点计时器接到频率为50 Hz 的交流电源上，实验时得到一条纸带如图所示。他在纸带上便于测量的地方选取第一个计数点，在这点下标明A ，第六个点下标明B ，第十一个点下标明C ，第十六个点下标明D ，第二十一个点下标明E.测量时发现B 点已模糊不清，于是他测得AC 长为14.56 cm ，CD 长为11.15 cm ，DE 长为13.73 cm ，则（保留三位有效数字） （1）打C 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s ， （2）小车运动的加速度大小为________ m/s 2 ， （3）AB 的距离应为________ cm. 2、研究小车的匀变速运动，记录纸带如图所示，图中两计数点间有四个点未画出。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz ，则小车运动的加速度a = ???????????m/s 2，打P 点时小车运动的速度v = ???????????m/s 。 （保留两位有效数字） 3、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。计时器所用电源的频率为50Hz ，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、 4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示（单位：cm ）。由纸带数据计算可得（保留三位有效数字） （1）计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v 4＝________m ／s ，
专题：纸带分析常用方法及规律 研究纸带需解决的有三个核心问题 ： 一、物体的运动情况判断。 1.点迹密集的地方表示纸带运动的速度小，点稀疏的地方表示速度大。 2.若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运动，反之做减速运动，并且相邻相等时间间隔位移差为定值时，物体做匀变速运动。 设纸带上相邻点之间的位移分别为X 1、X 2、X 3、X 4…… （1）若X 1=X 2=X 3=X 4……，则物体做匀速直线运动。 （2）若△X= X 2- X 1= X 3- X 2= X 4- X 3=……≠0，则物体做匀变速直线运动。差值为正做匀加速直线运动；差值为负做匀减速直线运动。 二．平均速度和瞬时速度的计算 1.平均速度：两点间平均速v ＝Δx Δt ，这里Δx 可以用直尺测量出两点间的距离，Δt 为两点间的时间隔数与两点间时间间隔的乘积。 2.在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度可以由此点前后两点间的平均速度表示 如图所示，v B =v AC 或 v C =v BD 二、如何通过纸带确定物体做匀变速运动时某点的瞬时速度？常用的是“平均速度法”。 求某一计数点（或计时点）的瞬时速度v ，一般利用“平衡速度”法。即： 或由匀变速直线运动规律：中间时刻的瞬时速度等于相邻时刻的速度的平均值，即： 三、如何通过纸带确定物体做匀变速运动的加速度？ 常用的有四种方法： 1、粗略计算法：①、△X=aT 2 ②、X M -X N =（M-N ）aT 2 2、较为精确计算法： ①、利用“逐差法”求加速度， 若为偶数段，设为6段，则 ， ， ，然后取平均值，即 代入得：； 若为奇数段，则中间段往往不用，如5段，则不用第三段，则，然后取平均值， 即，代入得。 这样所给的数据充分得到利用，提高了准确程度。
打点计时器是一种精度较高而构造又比较简单的计时仪器，它能测量微小时间的间隔，是一种使用交流电源的纸带记录式的计时仪器，下面结合例题来学习一下打点计时器的有关问题. 一、考查实验的基础知识 例 1 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹.下列关于纸带上点迹的说法中正确的是（ ） A .点迹记录了物体运动的时间 B .点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C .纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D .纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况 解析 打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为50Hz 时，打点的时间间隔为0.02s ）打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状.正确选项为ABD . 二、考查实验的数据处理能力 例2 某次打点计时器在纸带上依次打出A 、B 、C 、D 、E 、F 等一系列的点，测得距离AB =11.0mm ，AC =26.5mm ，AD =40.0mm ，AE =48.1mm ，AF =62.5mm .通过计算说明在打 A 、F 点的时间间隔内，纸带是否做匀速直线运动.如果是，则求出速度；如果不是，则求平均速度.（已知打点时间间隔为0.02s ） 解析 AB =11.0mm ，BC =A C －AB=15.5mm ，CD =AD － AC =13.5mm ，DE=AE －AD =8.1mm ，EF=AF －AE =14.4mm ， 各段距离不等，说明在打A 、F 点的时间间隔内，纸带不 是做匀速直线运动.平均速度为502.0105.623 ??==-t AF v m/s=0.625m/s . 例3 如图1为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s 打一个点，图中O 点为第一个点，A 、B 、C 、D 为每隔两点选定的计数点.根据图中标出的数据，求打A 、D 点时间内纸带的平均速度有多大？打B 点时刻纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出打O 、D 点时间内纸带的平均速度吗？为什么？ 解析 AD 段的平均速度 43.2515.500.0233 AD AD AD v t -==??cm/s=145.67cm/s 当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度 故B 点的瞬时速度32.5015.500.0223 B A C AC v t -==??cm/s=141.67cm/s . 因为不知道O 、 D 间有多少个点，也就不知道OD 段的时间间隔，所以无法算出OD 段的平均速度. 例4 用50Hz 交流电接在电火花计时器上,测定小车的运动情况.某实验得到的一条纸带如图所示,从某一清晰的点算起,每5个点取1个计数点,分别标为0、1、2、3…，量得0与1 图1
打点计时器纸带处理方法及其应用 打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，它每隔0.02s 打一次点，因此纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点子之间的间隔，就可以了解物体运动的情况。 1、由纸带判断物体做匀变速直线运动的方法：如图1所示， A 、 B 、 C 、 D 、 E 为时间间隔相等的各计数点，s 1、s 2、s 3、s 4为相邻计数点间的距离，若△s ＝s 2－s 1＝s 3 －s 2＝…… ＝c(常 数)，即若连续相等的时间间隔内的位移差是恒量，则与纸带相连的物体的运动是匀变速直线运动。 2、由纸带求物体加速度的方法：根据s 4－s 1＝s ５－s 2＝s ６－s 3＝3a T 2 （T 为相邻两计数点间的时间间隔），求出a 1，a 2 ，a 3 ，再计算出其平均值即为物体运动的加速度。 同学们在学习纸带处理方法时，要灵活理解题目在信息呈现方式上的差异，再运用最基本的原理进行求解。下面举几例变化的情况，同学们可从中体会一下。 一．位移给出形式的变化 例1．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打出的纸带如图2，选出A 、B 、C 、D 、E 共5个计数点，每相邻两点间还有四个实验点（图中未画出），以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时小车运动的速度为v A = m/s 。 二．时间间隔给出形式的变化 例2．在“研究匀变速直线运动”的实验中，小车拖着纸带运动，打点计时器每隔0.02s 打一个点，打出的纸带如图3，选出A 、B 、C 、D 、E 共5个计数点，每相邻两点间还有四个实验点（图中未画出），以A 点为起点量出的到各点的位移已标在图上。由此可求得小车运动的加速度a = m/s 2 ，打下A 点时小车运动的速度为v = m/s 。 三．纸带数据呈现方式的变化 例3．做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，通过打点计时器交流电源的频率是50Hz ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图4所示，使每一条纸带下端与x 轴重合，左边与y 轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，求： （1）在第一个0.1s 内中间时刻的速度是 m/s 。 （2）运动物体的加速度是 m/s 2。 图2 图1 图4
第2讲 纸带类问题的总结与分析 纸带类问题是指打点计时器所打纸带和频闪照片的数据处理问题。这类问题是高考物理实验的一项重要内容，是考试中得分率较低的一类问题。如何全面正确快速掌握纸带类问题的解题技巧非常重要。 具体掌握以下方法：如图 第一、纸带直接反映的信息有：时间间隔、运动信息；间接反映的信息是：可测量的两点间距离。 第二、纸带可求出的物理量有：瞬时速度、平均速度、加速度。 第三、数据处理要用到逐差法和注意时间间隔的问题。 例1、某同学设计了一个《研究牛顿第二定律》的实验，图（a ）为实验装置简图．（所用交变电流的频率为50Hz ） （1）图（b ）为某次实验得到的纸带，实验数据如图，图中相邻计数点之间还有4个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为 m/s 2．（保留三位有效数字） （2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m ，分别得到小车加速度a 与质量m 及对应的 1 ，数据如下表：
请在方格坐标纸中画出m a 1 图线， 并从图线求出小车加速度a 与质量倒数m 1 之间的关系式是 ． （3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，一位同学根据实验数据作出了加速度a 随拉力F 的变化图线如图所示。该图线不通过原点，其主要原因是______________________________________ ． 答案：（1）0.510 （2）略 （3）没有平衡摩擦力 例2、在《验证机械能守恒定律》的实验中，质量m = 1kg 的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如下图所示，相邻记数点时间间隔为0.02s ，长度单位是cm ，g 取9.8m/s 2。求： （1）打点计时器打下记数点B 时，物体的速度V B = （保留两位有效数字）； （2）从点O 到打下记数点B 的过程中，物体重力势能的减小量△E P = ，动能的增加量△E K = （保留两位有效数字）； （3）根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a= 。（保留两位有效数字） （4）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验测得的△E P 也一定略大于△E K ，这是实验存在系统误差的必然结果，试分析该系统误差产生的主要原因。
高中物理学习材料 （灿若寒星**整理制作） 纸带问题分析 授课内容： 例题1、如图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。 （1）如何验证小车的运动是匀变速运动？ （2）如何求运动物体各时刻的速度？ （3）如何求运动物体的加速度？ 图一 例题2、给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm，OB=7.12cm，OC=8.78cm，OD=10.40cm，OE=11.91cm，。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度v m= m/s。 图二
例题3、如图所示，物体做匀变速直线运动，用打点计时器（每隔0.02s 打点一次）打出一条纸带，A 、B 、C 、D 、E 是先后顺序打出的点中的几个。在图中所画的点的中间还有4个点没有画出。从图中可以看出物体在做_____运动，物体运动 的加速度的大小为_ _m/s 2。 图三 例题4、某同学用右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：S 1、S 2、S 3……S 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S 1、S 2、S 3……S 6与对应时间的比值36121236 S S S S t t t t 、、……。 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，在下面的仪器和器材中，必须使用的有 和 。（填选项代号） A ．电压合适的50 Hz 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1mm 的刻度尺的0刻线与0计数点对齐，0、1、2、5计 数点所在位置如图所示，则S 2＝ cm ，S 5＝ cm 。 0 1cm 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0 1 2 3 4 5 6 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 打点计时器 小车 纸带 接电源
打点计时器实验专题 试题1 一、选择题 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( ) A ．电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电 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放电针和墨粉纸盘 解析：电磁打点计时器使用6 V 以下的交流电，电火花计时器使用220 V 的交流电，A 对；两种打点计时器的打点频率都由交流电源的频率决定，B 对；电火花计时器在纸带上打点是靠放电针和墨粉纸盘，C 错；电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸，D 错． 答案：AB 2．打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了 ( ) A ．物体运动的时间 B ．物体在不同时刻的位置 C ．物体在不同时间内的位移 D ．物体在不同时刻的速度 解析：电火花计时器和电磁打点计时器都是每隔 s 在纸带上打一个点．因此，根据打在纸带上的点迹，可直接反映物体的运动时间．因为纸带跟运动物体连在一起，打点计时器固定，所以纸带上的点迹就相应记录了物体在不同时刻的位置．故正确答案为AB. 答案：AB 3．关于纸带上打点间隔的分析，下列说法正确的是( ) A ．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做加速运动 B ．沿着点迹运动的方向看去，点间距离越来越小，说明纸带在做减速运动 C ．纸带上点间间隔相等，表示纸带是在做匀速运动 D ．纸带上点间间隔相等，表示纸带是在做变速运动 解析：纸带上点间间隔相等，由v ＝Δx Δt 知纸带运动是匀速的，若沿点迹运动的方向看去，点间 距离越来越小，即Δx 变小而时间Δt 不变，说明纸带在做减速运动． 答案：BC