核心知识点一
| 电磁打点计时器 | 电火花计时器 |
结构 | | |
原理 | 它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。当接通6 V以下低压交流电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50 Hz时，它每隔0.02 s打一个点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。 | 它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器。当接通220 V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50 Hz时，它也是每隔0.02 s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02 s。 |
工作电压 | 6 V以下低压交流 | 220 V交流 |
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 |
| | |
核心知识点二
测纸带的平均速度和瞬时速度
我们知道位移与发生这段位移所用的时间的比值叫做速度，表达式是v＝。一般情况下这个表达式求出的v只是物体在Δt时间内运动的平均快慢程度，是平均速度。而要求物体在某个时刻t的瞬时速度，则可以从电火花打点计时器t时刻开始选取很短的时间Δt，用Δt时间内的平均速度近似表示t时刻的瞬时速度，并且彩铃加加Δt越短，求出的平均速度就越接近t时刻的瞬时速度。在利用纸带测瞬时速度时就用了这种思想。
核心知识点三
实验的创新
本实验中也可以用滴水法或者频闪拍照法代替打点计时器（展示滴水器和频闪照片）
典型例题
核心知识点一
某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，得到如图所示的纸带，按照打点的先后顺序，纸带上的计数点依次用O、A、B、C、D、E表示，每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来。
（1）电磁打点计时器使用________V的________电源（填“交流”或“直流”）；电火花计时器使用________V的________电源（填“交流”或“直流”）。
（2）由图可以知道，A 、B两点的时间间隔是________s ，纸带做的是________（填加速、减速或【答案】（1）4～6；交流；220；交流
（2）0.1；加速
【解析】（1）电磁打点计时器使用的是4~6V的低压交流电，而电火花打点计时器使用的是220V的交流电
（2）每两个相邻的计数点之间还有4个计时点没画出来，所以A、B两点之间的时间间隔为 ，相同时间内的位移逐渐增大，知纸带做的是加速直线运动．
总结：要注意两种打点计时器的工作电压的区别。
交互：以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中操作错误的是( )
A.把打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面
B.把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4~6V低压交流电源相连
C.用手水平地牵动纸带,然后打开电源开关
D.取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0,时间间隔为t,用公式计算纸带运动的平均速度
答案：C
解析：把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面,故A操作错误;把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4 ~6V低压交流电源相连,故B 操作正确;实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,故C操作错误;取下纸带,用刻度尺测置最后一个点与计时起点的距离是x0,用公式计算纸带运动的平均速度,故D操作正确.本题选C.
核心知识点二
【能力提升】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，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，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.(保留两位有效数字)
解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s．AC间的距离为14 mm＝0.014 m，AD间的距离为25 mm＝0.025 m.由公式v＝得：m/s＝0.35 m/s，＝m/s＝0.42 m/s.B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.
答案：0.35 0.42 0.35
方法总结：利用v＝求某一时刻的瞬时速度时，Δt越短则平均速度越接近该时刻的瞬时速度。
交互：
如图所示，一小球在光滑的V形槽中由A点释放，经B点（与B点碰撞所用时间不计）到达与渗透印章A点等高的C点，设A点的高度为1 m，则全过程中小球通过的路程和位移大小分别为（）用如图3所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度。已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s，则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )
图3
A．0.10 m/s B．100 m/s C．4.0 m/s D．0.40 m/s
解析 遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v＝＝ m/s＝0.10 m/s，A正确。
答案 A
方法技巧
(1)当已知物体在微小时间Δt内发生的微小位移Δx时，可由v＝粗略地求出物体在该位置的瞬时速度。
核心知识点三
某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动，用自制“滴水计时器”计量时间.实验前，将该计时器固定在小车旁，如图4(a)所示.实验时，保持桌面水平，用手轻推一下小车.在小车运动过程中，滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴，图(b)记录了桌面上连续6个水滴的位置.(已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴)
(1)由图(b)可知，小车在桌面上是_________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的.
(2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动.小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______ m/s。
解析 已知滴水计时器每30 s内共滴下46个小水滴，所以相邻两水滴间的时间间隔为T＝ s＝ s，所以A点位置的速度为vA＝ m/s≈0.19 m/s.
总结：要在理解课本基础实验的基础上，能够应用基本的原理方法解决创新型实验问题。
交互：一小球在水平桌面上做减速直线运动，用照相机对着小球每隔0.1 s拍照一次，得到一幅频闪照片，用刻度尺量得照片上小球各位置如图7所示，已知照片与实物的比例为1∶10，则( )
图7
地源热泵系统A．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是2 m/s
B．图中对应的小球在通过8 cm距离内的平均速度是1.6 m/s
C．图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2.5 m/s
D．图中对应的小球通过6 cm处的瞬时速度是2 m/s
解析 vA＝＝1 m/s，vB＝＝2 m/s，A、B错误；加速度为a＝氢氧化钙生产＝5 m/s2，C正确；平均速度v＝＝1.5 m/s，D错误。ecall测试
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