1、1.4实验:用打点计时器测速度实验:用打点计时器测速度知识与技能知识与技能1知道电磁打点计时器和电火花计时器的构造和知道电磁打点计时器和电火花计时器的构造和工作原理;工作原理;2会利用打出的纸带判断物体的运动时间和相应会利用打出的纸带判断物体的运动时间和相应时间内的位移;时间内的位移;3会根据打点的纸带计算某段时间内的平均速度会根据打点的纸带计算某段时间内的平均速度和某点时的瞬时速度和某点时的瞬时速度过程与方法过程与方法1通过本节的学习了解打点计时器的使用方法;通过本节的学习了解打点计时器的使用方法;2通过本实验的具体操作,体会粗略确定物体速通过本实验的具体操作,体会粗略确定物体速度的方法,会
2、求某段时间的平均速度和某一时刻的瞬度的方法,会求某段时间的平均速度和某一时刻的瞬时速度时速度情感、态度与价值观情感、态度与价值观通过本节课的学习,了解物理学在处理实际问题通过本节课的学习,了解物理学在处理实际问题的实的实际应用,从而增强将物理知识应用于实践的意识际应用,从而增强将物理知识应用于实践的意识一、两种打点计时器一、两种打点计时器电磁打点计时器电火花计时器两种计时器之比较两种计时器之比较都使用交流电源、打点频率相同都使用交流电源、打点频率相同;相邻两个打点的时间间隔相同相邻两个打点的时间间隔相同1.1.打点方式不同打点方式不同电磁打点计时器:电磁打点计时器:利用振动的振针打点利用振动的
3、振针打点电火花计时器:电火花计时器:利用火花放电打点利用火花放电打点2.2.电源电压不同电源电压不同电磁打点计时器:电磁打点计时器:6V6V以下交流电以下交流电电火花计时器:电火花计时器:220V220V交流电交流电3.3.振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻力作用;而火花放电对纸带的运动阻力极小力作用;而火花放电对纸带的运动阻力极小相同点相同点不同点不同点记录物体运动的时间与位移记录物体运动的时间与位移1.物体沿着直线运动时,其位移在不断变化,要研究物物体沿着直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们体的运动,我们首先要准确记录物体运动的信息首先
4、要准确记录物体运动的信息.打点计打点计时器时器就是一种就是一种记录物体运动位移和时间信息记录物体运动位移和时间信息的仪器。的仪器。2.实验室常用的实验室常用的打点计时器打点计时器有有电磁打点计时电磁打点计时器器和和电火花计时器。电火花计时器。1电磁打点计时器的使用电磁打点计时器的使用(1)用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面通电,用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面通电,振片带动振针打点若纸带运动,其上就会留下一行小点振片带动振针打点若纸带运动,其上就会留下一行小点(2)如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离,运动时间可由
5、该距离上点痕的数目计算相应点间的距离,运动时间可由该距离上点痕的数目计算2电火花计时器的使用电火花计时器的使用(1)使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位使用时,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的纸带上就打出一行点迹(2)这种计时器工作时,纸带运动时受到的阻力比较小,这种计时器工作时,纸带运动时受到的阻力比较小,实验误差也比较小实验误差也比较小二、计时器
6、的使用二、计时器的使用n3、操作步骤、操作步骤n(1)了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项,)了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项,固定计时器固定计时器n(2)按照说明连接使用仪器并按照说明连接使用仪器并穿穿好好纸带纸带n(3)启动电源,拉纸带,随后立即关电源)启动电源,拉纸带,随后立即关电源n(4)取下纸带,观察点子的分布情况,选择适当的计取下纸带,观察点子的分布情况,选择适当的计数点,注意计数点间的时间间隔。数点,注意计数点间的时间间隔。n(5)用刻度尺分别测量出第一个点到第用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离。个点的距离。n(6)在进行实际测量之前,依据实验要求自己设计一在
7、进行实际测量之前,依据实验要求自己设计一个表格,用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。个表格,用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。1.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()A打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上 B电源的电压不稳电源的电压不稳C电源的频率不稳电源的频率不稳 D振针压得过紧振针压得过紧解析解析 正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样在纸带上才能留下正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样在纸带上才能留下点当振针与复写纸的距离过大时,振针可能打不到复写纸,这时会
8、出现有点当振针与复写纸的距离过大时,振针可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点当振针与复写纸的距离过小时,振针就会有较长的时间时有点,有时无点当振针与复写纸的距离过小时,振针就会有较长的时间与复写纸接触,这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段与复写纸接触,这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段答案答案 D同步跟综训练同步跟综训练 三、纸带处理:三、纸带处理: 1.判断物体的运动规律判断物体的运动规律ABCD同步跟综训练同步跟综训练2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀匀,下列判断正确的是下列判断正确的是A点子密集的地方物体的运动速度比较
9、大点子密集的地方物体的运动速度比较大B点子密集的地方物体的运动速度比较小点子密集的地方物体的运动速度比较小C点子不均匀说明物体在做变速运动点子不均匀说明物体在做变速运动D点子不均匀说明打点计时器有故障点子不均匀说明打点计时器有故障 ( B C ) 2.计算变速直线运动中某段的平均速度计算变速直线运动中某段的平均速度0 A B C D EX1X2X3X4X5XXXXXTXtXXVAB12TXtXXVVDE45表表1 纸带在几段时间中的位移和平均速度纸带在几段时间中的位移和平均速度123456 表表2 纸带在几个时刻的瞬时速度纸带在几个时刻的瞬时速度位置012345mx/st/)./(1smv).
10、/(1smvst/ 3.计算变速直线运动中某点的瞬时速度计算变速直线运动中某点的瞬时速度0 A B C D EBDBDCtXVAEAECtXV思考谁更接近思考谁更接近c点的点的瞬时速度瞬时速度?同步跟综训练同步跟综训练3.3.在你练习使用打点计时器时在你练习使用打点计时器时, ,小车拖动纸带并在上面打下一小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点系列的小点, ,根据你所打出纸带根据你所打出纸带, ,在判断纸带表示的运动是匀在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时速直线运动还是变速直线运动时 A A应通过测量纸带表示的运动的全程来判断?应通过测量纸带表示的运动的全程来判断?B B必须通过计
11、算任意两点间的平均速度来判断必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C C必须通过计算全程的平均速度来计算必须通过计算全程的平均速度来计算D D 可以通过测量每相邻两点间的距离可以通过测量每相邻两点间的距离, ,看其是否相同来判断看其是否相同来判断 参考答案参考答案 ( D )同步跟综训练同步跟综训练4. 打点计时器所用电源的频率为打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的,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间的平均速度为间的平均速度为_m/s,在,在A、D间的平均速度为间的平均速度为_m/s,B点的
12、瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于_m/s.解析解析 由题意知,相邻两点间的时间间隔为由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s,A、C间的距离为间的距离为14 mm0.014 m,A、D间的距离为间的距离为25 mm0.025 m.由公式由公式v得,得,vAC m/s0.35 m/svAD m/s0.42 m/sB点的瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案答案 0.350.420.35点评点评 求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度,但这两点并不是靠得越近越好的两点间的平均速度,但这两点并不是靠得越近越好
13、5我国使用的交流电的频率是我国使用的交流电的频率是50 Hz,而美国使用的交流,而美国使用的交流电的频率为电的频率为60 Hz,同样的纸带实验,纸带长度、拉动纸,同样的纸带实验,纸带长度、拉动纸带的速度完全相同,在我国和美国两地区所得到的纸带上带的速度完全相同,在我国和美国两地区所得到的纸带上被打点的个数被打点的个数()A一样多一样多B在美国多在美国多C在我国多在我国多 D不能确定不能确定解析解析 长度、拉动速度完全相同的纸带运动的时间出相长度、拉动速度完全相同的纸带运动的时间出相同,频率越高,周期越小,打下的点个数就越多同,频率越高,周期越小,打下的点个数就越多答案答案 B同步跟综训练同步跟
14、综训练四 、用图像表示速度n1、图像特点:直观、图像特点:直观n2、常用作图法、常用作图法n (1)描点作图)描点作图n (2)据函数关系式作图)据函数关系式作图n3、作图步骤、作图步骤n (1)建系)建系 (2)描点)描点 (3)作图)作图A以速度以速度v为纵轴,时间为纵轴,时间t为横轴建立直为横轴建立直角坐标系,用描点法在坐标系中描出物体在各角坐标系,用描点法在坐标系中描出物体在各个时刻的速度,再用平滑的曲线将各点连接起个时刻的速度,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来,就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线,叫速度图线,叫速度时间图象时间图象B速度速度时
15、间图象反映了物体的速度随时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律根据速度时间变化的规律根据速度时间图象可以作时间图象可以作出哪些判断或得出哪些结论?出哪些判断或得出哪些结论?答案答案 ABC当堂训练题当堂训练题1关于打点计时器在纸带上打出的点痕,下列说法关于打点计时器在纸带上打出的点痕,下列说法中正确的是(中正确的是( )A.点痕记录了物体运动的时间点痕记录了物体运动的时间B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移的位移C.点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况D.根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动
16、物体的根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动物体的瞬时速度瞬时速度当堂训练题当堂训练题2在使用打点计时器前应检查在使用打点计时器前应检查( ABCD )A、所用电源是否符合要求、所用电源是否符合要求 B、纸带是否平整、纸带是否平整C、打点周期的等时性是否良好、打点周期的等时性是否良好 D、复写纸安装是否正确、复写纸安装是否正确3由打点计时器打出的纸带可以直接得到(可直接测量得由打点计时器打出的纸带可以直接得到(可直接测量得到,而不需经过计算)的物理量是(到,而不需经过计算)的物理量是( AB )A、时间间隔、时间间隔 B、位移、位移 C、加速度、加速度 D、平均速度、平均速度4在使用打点计时器时
17、(在使用打点计时器时( ACD )A.每打完一列点子就要切断电源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纸带一定要从两限位孔穿过,并且压在复写纸的下面D.侧向移动限位孔位置,在一条纸带上可以打出两列点,提侧向移动限位孔位置,在一条纸带上可以打出两列点,提高纸带的利用率高纸带的利用率5打点计时器所用的电源是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的交流电,其相邻点间的时间间隔是是T,若纸带上共打出,若纸带上共打出N个点,该纸带上记录的时间为个点,该纸带上记录的时间为t,则,则()AT0.1 s,tNTBT0.05 s,t(N1)TCT0.02 s,t(N1)TDT0.02 s,tNT答案答案 C当堂训练题当堂训练题当堂训练题当堂训练题6.一物体的一物体的 v-tv-t 图如下所示,则下列说法正确图如下所示,则下列说法正确的是的是( )A.物体做曲线运动物体做曲线运动 B.物体做直线运动物体做直线运动C.物体做往复运动物体做往复运动 D.物体一直向一个方向运动物体一直向一个方向运动0 0t tv v 答案答案 BD