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(共35张PPT)
第四节 测量直线运动物体的瞬时速度
学习任务一 打点计时器及其使用
学习任务二 用打点计时器测量瞬时速度的方法
学习任务三 实验：测量沿斜面运动的小车的瞬时速度
学习任务四 数字计时器
备用习题
随堂巩固
学习任务一 打点计时器及其使用
［教材链接］ 阅读教材相关内容,完成下列填空:
1.两种打点计时器的比较
电磁打点计时器 电火花计时器
结构示意图 ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________
电磁打点计时器 电火花计时器
打点原理 电磁作用下振针上下周期性振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点
工作电压 ____________电源 ___________电源
打点周期(电源频率为) _______ _______
阻力来源 纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦
记录信息 ______、______
交流
交流
位移
时间
续表
2.练习使用打点计时器
①了解打点计时器的构造，然后把它固定好.
②安装纸带.
③启动电源，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.例如数出个点，算出纸带从起始点到第个点的运动时间.
⑤用刻度尺测量出从起始点到第个点的位移.
特别提醒：测量之前,自己先设计一个表格,用来记录时间及位移.
例1 打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材，常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种.关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法中正确的是( )
D
A.电磁打点计时器使用交流电源，电火花计时器使用直流电源
B.它们都是使用以下的交流电源
C.使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源
D.电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，所以实验误差也较小
[解析] 电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源，A错误；电磁打点计时器使用的交流电源，电火花计时器使用交流电源，B错误；使用电磁打点计时器或电火花计时器都应该先接通电源，待打点稳定后，再拉动纸带，C错误；电火花计时器工作时，纸带运动受到的阻力较小，误差较小，D正确.
学习任务二 用打点计时器测量瞬时速度的方法
［科学探究］ 求解平均速度:如图所示,数出个点,用刻度尺测出第一个点到第个点的距离,则平均速度.
(2)粗略计算瞬时速度:如图所示,点的瞬时速度近似用求解.注意要比较小.
例2 打点计时器所用电源的频率为，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，则纸带在、间的平均速度为_____，在、间的平均速度为_____.点的瞬时速度更接近_____.(结果均保留两位小数)
0.35
0.42
0.35
[解析] 由题意知，相邻两点间的时间为，、间的距离为，、间对应的时间为，、间的距离为，、间对应的时间为，由公式得，.点的瞬时速度更接近、间的平均速度.
变式1 [2023·执信中学月考] 如图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.求出打计数点1、2、3、4、5时纸带的瞬时速度.(电源频率为,结果尽可能精确一些)
[答案]
[解析] 1点对应的瞬时速度更接近于0、2间的平均速度，同理，2、3、4、5点对应的瞬时速度也可求出.相邻两计数点间的时间，故，，同理，，，.
学习任务三 实验：测量沿斜面运动的小车的瞬时速度
【实验目的】
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用.
2.掌握测量平均速度和瞬时速度的方法，学会用打出的纸带求平均速度和瞬时速度.
3.学会用图像表示物体运动的规律.
【实验原理】
与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移，这两点间的时间间隔，则平均速度.当很短时，可以认为为时刻的瞬时速度.
【实验器材】
电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等.
【实验步骤】
(1)如图所示，把打点计时器固定在斜面的顶端，将一辆系有纸带的小车放置在斜面上.接通打点计时器的电源，让打点计时器开始打点，然后放手让小车带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点，记录下小车的运动信息.
(2)在纸带上选取点迹清晰的一段，将某个能看清的点标为0，以后每隔标一个计数点，相邻计数点间的位移为，,,,(如图所示).用刻度尺测量相邻计数点间的位移，将测量结果填入表中.
(3)计算包含某个计数点在内的一段位移,同时记录对应的时间 (电源的频率),利用计算该计数点的瞬时速度，将结果填入表中.
计数点 相邻计数点间的位移 各计数点的速度
0 ___ ___
1
2
3
4
5 ___
根据表中的数据，在坐标纸上作出图像(以0计数点作为计时起点)，并根据图像说明小车的运动情况.
【注意事项】
①打点前，应使物体停在靠近打点计时器的位置.
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.
③打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源.
④对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移.正确的做法是一次测量完毕，即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离.
⑤为减小实验误差，1、2、3、 不一定是连续的计时点,可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点.电源频率为.此时两计数点间的时间间隔.
⑥计算某计数点的瞬时速度时,一般应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间,(第1个计数点坐标为0).
例3 [2023·执信中学月考] 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律，实验装置如图所示.
(1) 关于本实验，下列说法正确的是______.
A.释放纸带的同时，接通电源
B.先接通电源打点，后释放纸带运动
C.先释放纸带运动，后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集，说明纸带运动的速度越小
BD
[解析] 实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车，故A、C错误，B正确；纸带上打点密集说明，说明在相等的时间内物体运动的位移越小，纸带运动的速度较小，故D正确.
(2) 要测量小车的速度.除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是________.
刻度尺
[解析] 要测量小车的速度，依据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，而平均速度等
于位移与时间的比值，因此除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺.
(3) 该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示，在纸带上依次选出7个计数点，分别标上、、、、、和，每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是.
① 每相邻两计数点的时间间隔为____，如果测得、两点间距，、两点间距，则打点时小车的速度______(结果保留3位有效数字).
0.1
0.280
[解析] 每相邻的两个计数点间还有四个点未画出，打点计时器所用电源的频率是，那么每相邻两计数点的时间间隔为，如果测得、两点间距，、两点间距，则打点时小车的速度
② 该同学分别算出其他各点的速度：，，，，请在如图所示的坐标系中作出小车运动的图像.并说明小车速度变化的规律____________________.
速度随时间均匀变化
[答案] 如图所示
[解析] 根据该同学分别算出其他各点的速度：，，，，利用描点法，作图如图所示，由图可知，图像是过原点的倾斜直线，因此小车速度变化的规律是速度随时间均匀变化.
学习任务四 数字计时器
［教材链接］ 阅读教材相关内容,完成下列填空:
(1) 数字计时器的作用：数字计时器可以将采集信息的______显示出来，还可以记录物体经过两个光电门之间的时间以及测量物体运动的瞬时速度和平均速度.
时间
(2) 计时测量装置由____________和________组成.如图所示.
数字计时器
光电门
(3) 计时原理：光电门的外形像门，其一边安装发光装置,另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接.当宽度一定的物体通过________时，光线被遮挡，数字计时器开始计时;当物体离开________时，数字计时器停止计时.这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间.
光电门
光电门
例4 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,、分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从、间通过时,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.图乙中是水平桌面,是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长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,长木板顶端点悬有一铅锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为和.用仪器测量出滑块的宽度为.
(1) 滑块通过光电门1时的速度____,滑块通过光电门2时的速度____.(结果均保留两位有效数字)
1.2
3.0
[解析] 滑块通过光电门1时的速度,滑块通过光电门2时的速度.
平均速度
[解析] 瞬时速度和是通过平均速度近似计算得来的.要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度减小些.
(2) 由此测得的瞬时速度和只是近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2的__________.要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度______(选填“减小”或“增大”)一些.
减小
1.打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种.关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说法中正确的是（ ）
A.电磁打点计时器使用交流电源,电火花计时器使用直流电源
B.它们都是使用10 V以下的交流电源
C.使用它们计时时,必须先拉动纸带,再立即接通电源
D.电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
D
[解析] 电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源,A错误;电磁打点计时器使用4-6 V左右交流电源,电火花计时器使用220V交流电源,B错误;使用电磁打点计时器或电火花计时器都应该先接通电源,待打点稳定后,再拉动纸带,C错误;电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,误差较小,D正确.
2.如图所示,这是用手拉动纸带通过打点计时器得到的点迹,已知打点计时器所接电源的周期为T,要计算打点计时器打E点时纸带的瞬时速度,下列做法中误差最小的是（ ）
A.测量出C、G两点间的距离s,利用平均速度的公式,得出v=
B.测量出D、F两点间的距离s,利用平均速度的公式,得出v=
C.测量出D、E两点间的距离s,利用平均速度的公式,得出v=
D.测量出E、F两点间的距离s,利用平均速度的公式,得出v=
B
[解析] 当时间无限趋近于零时,平均速度就等于瞬时速度,所以时间越短,位移越小,平均速度越接近瞬时速度,误差越小.故选B.
3.在实验中,某同学得到一条打点清晰的纸带如图所示,要求测出D点的瞬时速度.本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,下列几种方法中最准确的是(电源频率为50 Hz) （ ）
A.=vD,Δt1=0.14 s
B.=vD,Δt2=0.06 s
C.=vD,Δt3=0.1 s
D.=vD,Δt4=0.04 s
D
[解析] 求D点的瞬时速度,最准确的应是用包含该点且与该点相邻的两点之间的平均速度来表示.C、E间的时间应为0.04 s,D正确.
1.(练习使用打点计时器)[2023·惠州一中月考] 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关填空：
(1) 打点计时器是______的仪器.
计时
[解析] 打点计时器是计时仪器.
(2) 如图甲、乙所示是两种打点计时器，其中甲是________计时器，工作电压为_____；与乙相比，甲的优点是__________；乙是__________计时器.
电火花
220
阻力较小
电磁打点
[解析] 甲图为电火花计时器，工作电压为；乙图为电磁打点计时器；电火花计时器由于没有振针，不与纸带直接接触，所以阻力较小.
(3) 打点计时器使用的电源为______(选填“交流”或“直流”)电源，打点的时间间隔为.如果打点时间间隔为，则电网中交变电流的频率稍有______(选填“增大”“减小”或“不变”).
交流
增大
[解析] 打点计时器使用的电源为交流电源；打点计时器打点的时间间隔由交流电的频率决定，如果打点的时间间隔变小，说明交变电流的频率增大.
2.(数字计时器)用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.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为，通
0.10
0.27
[解析] 由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度，经过第二个光电门的速度.
过第二个光电门的时间为，已知遮光板的宽度为，则滑块通过第一个光电门的速度为_____，通过第二个光电门的速度为_____.(结果均保留两位小数)
3.(用打点计时器测量瞬时速度)某同学在“用打点计时器测量瞬时速度”的实验中，电源频率为，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出、、、、、、共7个计数点.相邻计数点间的距离如图所示，每相邻两个计数点之间的时间为.(本题计算结果均保留三位有效数字)
(1) 在实验中，使用打点计时器时应先__________再__________.(选填“释放纸带”或“接通电源”)
接通电源
释放纸带
[解析] 在实验中，使用打点计时器时应先接通电源，再释放纸带.
(2) 每两个计数点间还有___个点没有标出.
4
[解析] 每两个计数点间还有个点没有标出.
(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔测一次速度，计算出打下、、三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.

数值 ______ ______ ______ 0.640 0.721
0.400
0.479
0.560
[解析] .
.
.
(4) 将、、、、各个时刻的瞬时速度标在下图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.
[答案] 如图所示
[解析] 图线如图所示.第四节　测量直线运动物体的瞬时速度
[教材链接] 1.4~6 V交流　220 V交流　0.02 s　0.02 s　位移　时间
例1　D　[解析] 电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源,A错误;电磁打点计时器使用4~6 V的交流电源,电火花计时器使用220 V交流电源,B错误;使用电磁打点计时器或电火花计时器都应该先接通电源,待打点稳定后,再拉动纸带,C错误;电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,误差较小,D正确.
例2　0.35　0.42　0.35
[解析] 由题意知,相邻两点间的时间为0.02 s,A、C间的距离为14.0 mm=0.0140 m,A、C间对应的时间为2×0.02 s=0.04 s,A、D间的距离为25.0 mm=0.0250 m,A、D间对应的时间为3×0.02 s=0.06 s,由公式v=得vAC= m/s=0.35 m/s,vAD= m/s≈0.42 m/s.B点的瞬时速度更接近A、C间的平均速度.
变式1　0.195 m/s　0.40 m/s　0.61 m/s　0.69 m/s　0.70 m/s
[解析] 1点对应的瞬时速度更接近于0、2间的平均速度,同理,2、3、4、5点对应的瞬时速度也可求出.相邻两计数点间的时间T=0.1 s,故v1== m/s=0.195 m/s,v2== m/s=0.40 m/s,同理,v3=0.61 m/s,v4=0.69 m/s,v5=0.70 m/s.
例3　(1)BD　(2)刻度尺　(3)①0.1　0.280　②如图所示　速度随时间均匀变化
[解析] (1) 实验中为了在纸带上打出更多的点,为了打点的稳定,具体操作中要求先启动打点计时器然后释放小车,故A、C错误,B正确;纸带上打点密集说明,说明在相等的时间内物体运动的位移越小,纸带运动的速度较小,故D正确.
(2)要测量小车的速度,依据中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,而平均速度等于位移与时间的比值,因此除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是刻度尺.
(3)①每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50 Hz,那么每相邻两计数点的时间间隔为T=5×0.02=0.1 s,如果测得C、D两点间距s4=2.70 cm,D、E两点间距s5=2.90 cm,则打D点时小车的速度vD==×10-2 m/s=0.280 m/s.②根据该同学分别算出其他各点的速度:vA=0.220 m/s,vB=0.241 m/s,vC=0.258 m/s,vE=0.300 m/s,利用描点法,作图如图所示,由图可知,图像是过原点的倾斜直线,因此小车速度变化的规律是速度随时间均匀变化.
[教材链接] (1)时间　(2)数字计时器　光电门　(3)光电门
光电门
例4　(1)1.2　3.0　(2)平均速度　减小
[解析] (1)滑块通过光电门1时的速度v1== m/s=1.2 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2== m/s=3.0 m/s.
(2)瞬时速度v1和v2是通过平均速度近似计算得来的.要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度减小些.
随堂巩固
1.(1)计时　(2)电火花　220　阻力较小　电磁打点　(3)交流
增大
[解析] (1)打点计时器是计时仪器.
(2)甲图为电火花计时器,工作电压为220 V;乙图为电磁打点计时器;电火花计时器由于没有振针,不与纸带直接接触,所以阻力较小.
(3)打点计时器使用的电源为交流电源;打点计时器打点的时间间隔由交流电的频率决定,如果打点的时间间隔变小,说明交变电流的频率增大.
2.0.10　0.27
[解析] 由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度v1== m/s≈0.10 m/s,经过第二个光电门的速度v2== m/s≈0.27 m/s.
3.(1)接通电源　释放纸带　(2)4　(3)0.400　0.479　0.560
(4)如图所示
[解析] (1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源,再释放纸带.
(2)每两个计数点间还有n=-1=-1=4个点没有标出.
(3)vB=m/s=0.400 m/s.
vC= m/s=0.479 m/s.
vD= m/s≈0.560 m/s.
(4)图线如图所示.第四节　测量直线运动物体的瞬时速度
学习任务一　打点计时器及其使用
[教材链接] 阅读教材相关内容,完成下列填空:
1.两种打点计时器的比较
电磁打点计时器 电火花计时器
结构 示意图
打点原理 电磁作用下振针上下周期性振动打点 脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点
工作电压 　　　　电源 　　　　电源
打点周期 (电源频率 为50 Hz) 　　　 　　　
阻力来源 纸带与限位孔、复写纸的摩擦,纸带与振针的摩擦 纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦
记录信息 　　　　、　　　　
2.练习使用打点计时器
①了解打点计时器的构造,然后把它固定好.
②安装纸带.
③启动电源,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s.
特别提醒:测量之前,自己先设计一个表格,用来记录时间及位移.
例1 打点计时器是中学研究物体运动时常用的实验器材,常见的有电磁打点计时器和电火花计时器两种.关于电磁打点计时器和电火花计时器,下列说法中正确的是 (　)
A.电磁打点计时器使用交流电源,电火花计时器使用直流电源
B.它们都是使用10 V以下的交流电源
C.使用它们计时时,必须先拉动纸带,再立即接通电源
D.电火花计时器工作时,纸带运动受到的阻力较小,所以实验误差也较小
学习任务二　用打点计时器测量瞬时速度的方法　　　　　　　　　
[科学探究] 求解平均速度:如图所示,数出n个点,用刻度尺测出第一个点到第n个点的距离Δs,则平均速度=.
(2)粗略计算瞬时速度:如图所示,C点的瞬时速度近似用vC=求解.注意Δt要比较小.
例2 打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图所示,则纸带在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　　　　m/s.(结果均保留两位小数)
[反思感悟]

变式1 [2023·执信中学月考] 如图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.求出打计数点1、2、3、4、5时纸带的瞬时速度.(电源频率为50 Hz,结果尽可能精确一些)
学习任务三　实验:测量沿斜面运动的小车的瞬时速度
【实验目的】
1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用.
2.掌握测量平均速度和瞬时速度的方法,学会用打出的纸带求平均速度和瞬时速度.
3.学会用v-t图像表示物体运动的规律.
【实验原理】
与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置,用刻度尺测出两个计数点间的位移Δs,这两点间的时间间隔Δt,则平均速度v=.当Δt很短时,可以认为为t时刻的瞬时速度.
【实验器材】
电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等.
【实验步骤】
(1)如图所示,把打点计时器固定在斜面的顶端,将一辆系有纸带的小车放置在斜面上.接通打点计时器的电源,让打点计时器开始打点,然后放手让小车带动纸带运动,在纸带上打出一系列的点,记录下小车的运动信息.
(2)在纸带上选取点迹清晰的一段,将某个能看清的点标为0,以后每隔0.1 s标一个计数点,相邻计数点间的位移为s1,s2,s3,s4,s5(如图所示).用刻度尺测量相邻计数点间的位移,将测量结果填入表中.
(3)计算包含某个计数点在内的一段位移Δs,同时记录对应的时间Δt (电源的频率f=50 Hz),利用v=计算该计数点的瞬时速度,将结果填入表中.
计数点 相邻计数点间的 位移s/m 各计数点的速度 v/(m·s-1)
0 　　　 　　　
1 s1= v1=
2 s2= v2=
3 s3= v3=
4 s4= v4=
5 s5= 　　　
根据表中的数据,在坐标纸上作出v-t图像(以0计数点作为计时起点),并根据图像说明小车的运动情况.
【注意事项】
①打点前,应使物体停在靠近打点计时器的位置.
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.
③打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源.
④对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移.正确的做法是一次测量完毕,即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离.
⑤为减小实验误差,1、2、3、4…不一定是连续的计时点,可以每5个点(中间隔4个点)取一个计数点.电源频率为50 Hz.此时两计数点间的时间间隔T=0.1 s.
⑥计算某计数点的瞬时速度时,一般应取该计数点前、后两个计数点之间的位移Δs和时间Δt, vn=(第1个计数点坐标为0).
例3 [2023·执信中学月考] 某一学习小组的同学想通过打点计时器在纸带上打出的点迹来探究小车速度随时间变化的规律,实验装置如图所示.
(1)关于本实验,下列说法正确的是　　　　.
A.释放纸带的同时,接通电源
B.先接通电源打点,后释放纸带运动
C.先释放纸带运动,后接通电源打点
D.纸带上的点迹越密集,说明纸带运动的速度越小
(2)要测量小车的速度.除打点计时器(含所用电源、纸带、墨粉纸盘)外还必须使用的测量工具是　　　　.
(3)该小组在规范操作下得到一条点迹清晰的纸带如图所示,在纸带上依次选出7个计数点,分别标上O、A、B、C、D、E和F,每相邻的两个计数点间还有四个点未画出,打点计时器所用电源的频率是50 Hz.
①每相邻两计数点的时间间隔为　　　　 s,如果测得C、D两点间距s4=2.70 cm,D、E两点间距s5=2.90 cm,则打D点时小车的速度vD=　　　　 m/s(结果保留3位有效数字).
②该同学分别算出其他各点的速度:vA=0.220 m/s,vB=0.241 m/s,vC=0.258 m/s,vE=0.300 m/s,请在如图所示的坐标系中作出小车运动的v-t图像.并说明小车速度变化的规律　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
学习任务四　数字计时器
[教材链接] 阅读教材相关内容,完成下列填空:
(1)数字计时器的作用:数字计时器可以将采集信息的　　　　显示出来,还可以记录物体经过两个光电门之间的时间以及测量物体运动的瞬时速度和平均速度.
(2)计时测量装置由　　　　　　和　　　　　　组成.如图所示.
(3)计时原理:光电门的外形像门,其一边安装发光装置,另一边安装光线接收装置,并都与数字计时器连接.当宽度一定的物体通过　　　　时,光线被遮挡,数字计时器开始计时;当物体离开　　　　时,数字计时器停止计时.这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间.
例4 光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,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,光电计时器就可以精确地把物体从开始挡光到挡光结束的时间记录下来.图乙中MN是水平桌面,Q是长木板与桌面的接触点,1和2是固定在长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,长木板顶端P点悬有一铅锤,实验时,让滑块从长木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为1.0×10-2 s和4.0×10-3 s.用仪器测量出滑块的宽度为d=1.20 cm.
(1)滑块通过光电门1时的速度v1=　　　　 m/s,滑块通过光电门2时的速度v2=　　　　 m/s.(结果均保留两位有效数字)
(2)由此测得的瞬时速度v1和v2只是近似值,它们实质上是滑块通过光电门1和2的　　　　.要使瞬时速度的测量值更接近真实值,可将滑块的宽度　　　　(选填“减小”或“增大”)一些.
1.(练习使用打点计时器)[2023·惠州一中月考] 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材,请你完成下列有关填空:
(1)打点计时器是　　　　的仪器.
(2)如图甲、乙所示是两种打点计时器,其中甲是　　　　计时器,工作电压为　　　　V;与乙相比,甲的优点是　　　　;乙是　　　　计时器.
(3)打点计时器使用的电源为　　　　(选填“交流”或“直流”)电源,打点的时间间隔为0.02 s.如果打点时间间隔为0.019 s,则电网中交变电流的频率稍有　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”).
2.(数字计时器)用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.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为Δt1=0.29 s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11 s,已知遮光板的宽度为3.0 cm,则滑块通过第一个光电门的速度为　　　　 m/s,通过第二个光电门的速度为　　　　 m/s.(结果均保留两位小数)
3.(用打点计时器测量瞬时速度)某同学在“用打点计时器测量瞬时速度”的实验中,电源频率为50 Hz,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图所示,每相邻两个计数点之间的时间为0.1 s.(本题计算结果均保留三位有效数字)
(1)在实验中,使用打点计时器时应先　　　　再　　　　.(选填“释放纸带”或“接通电源”)
(2)每两个计数点间还有　　　　个点没有标出.
(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表.
vB vC vD vE vF
数值(m·s-1) 0.640 0.721
(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.

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