初升高物理无忧衔接（全国通用）衔接05 从斜面小车到打点计时器（解析版）

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衔接 05：从斜面小车到打点计时器

重温·初中

实验：测量物体运动的平均速度…………………………………………01

知新·高中

打点计时器的原理及使用…………………………………………………02

实验一、用打点计时器测速度……………………………………………03

Ⅰ测平均速度………………………………………………………………03

Ⅱ测瞬时速度………………………………………………………………04

实验二、探究小车速度随时间变化的规律………………………………05

精选练习

A组基础练…………………………………………………………………07

B组提高练…………………………………………………………………10

【重温·初中】

实验：测量物体运动的平均速度

1.实验目的：学会用刻度尺和秒表测平均速度

2.实验原理：

3.实验器材：停表、小车、斜面、刻度尺

4.实验装置组装：如下图

5.实验步骤

（1）使斜面保持一定的坡度，把小车放在斜面顶端，挡板放在斜面的底端，测出小车将通过的路程

s1。

（2）测量出小车从斜面顶端滑下到撞击挡板的时间 t1、t2、t3。

（3）根据测得的 s1和时间 t1、t2、t3算出小车通过斜面全程的平均速度 v1、v2、v3并求出平均值。

（4）将挡板移至斜面中部，测出小车从斜面到挡板距离 s2。并测量三次时间。

（5）用 s2除以所用的时间，得小车通过上段路程的平均速度 v2。

6.思考：

（1）如何得出小车在整段路程中，后半段的平均速度？

【解答】根据公式：计算。

（2）小车的运动是匀速运动吗？

【解答】不是

（3）AB 段平均速度 vAB、BC 段平均速度 vBC、AC 段平均速度 vAC 的大小关系如何。

【解答】vBC >vAC> vAB

【知新·高中】

打点计时器的原理及使用：

电火花计时器电磁打点计时器

结构图示

工作电压 220 V 交流电 6 V 交流电

打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动

打点周期 0.02 s 0.02 s

记录信息位移、时间

实验一、用打点计时器测速度

1.实验目的：学会用打点计时器测量物体的速度。

2.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 Δx，这两点间的时间间隔可由 Δt＝(n－1)×0.02 s 求得，则平均速度 v＝，当 Δt很短时，

可以认为为 t时刻的瞬时速度。

3.实验器材：打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。

4.实验步骤：

(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。

(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到 6 V 的低压交流电源上。

(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。随后关闭电

源。

Ⅰ测平均速度：

① 从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有 n个点，那么这 n个点的间隔数为 n－1，

则纸带的运动时间 Δt＝(n－1)×0.02 s。

② 用刻度尺测量出这几个点间的距离 Δx。

③ 利用公式 v＝计算出纸带在这段时间内的平均速度。

Ⅱ测瞬时速度：

① 把纸带上能看得清的某个点作为起始点 O，以后的点分别标上 A、B、C、D……作为“计数点”，

如图所示，依次测出 O到A、A到B、B到C……之间的距离 x1、x2、x3……。

② 打点计时器打点的周期为 T，则 A、B、C、D……各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝，vD

＝……。

小试牛刀：

例：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____ 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。

【答案】0.35；0.42；0.35

【解析】A、C间的位移为 Δx1＝1.40 cm，A、C间的时间为 Δt1＝0.04 s，所以 A、C间的平均速度

v1＝＝ m/s＝0.35 m/s。

A、D间的位移 Δx2＝2.50 cm，A、D间的时间 Δt2＝0.06 s，所以 A、D间的平均速度

v2＝＝ m/s≈0.42 m/s。

A、C两点比A、D两点更接近 B点，所以 B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度 0.35 m/s。

实验二、探究小车速度随时间变化的规律

1.实验目的：学会用实验探究小车速度随时间变化的规律的方法，学会用 v－t图像处理实验数据。

2.实验原理：利用纸带上记录的数据，计算出各时刻的速度，再作出速度—时间的关系图像。

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