1、在此输入您的封面副标题第四节实验：用打点计时器测速度第四节实验：用打点计时器测速度课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.学会使用打点计时器学会使用打点计时器2学会利用打出的纸带求瞬时速度学会利用打出的纸带求瞬时速度3能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动情况情况4会用图象表示速度随时间变化的规律会用图象表示速度随时间变化的规律重点难点：重点难点：1.打点计时器的正确使用打点计时器的正确使用2掌握测速度的方法掌握测速度的方法核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练第第四四节节 实实验验 ：用用打打点点
2、计计时时器器测测速速度度课前自主学案课前自主学案【实验目的实验目的】1了解打点计时器的结构、原理及使用方法了解打点计时器的结构、原理及使用方法2会用纸带求速度及根据会用纸带求速度及根据vt图象处理数据图象处理数据【实验原理实验原理】1打点计时器的原理及使用打点计时器的原理及使用电火花计时器电火花计时器电磁打点计时器电磁打点计时器结构结构图示图示电火花计时器电火花计时器电磁打点计时器电磁打点计时器工作工作电压电压220 V交流电交流电6 V交流电交流电打点打点方式方式周期性产生电火周期性产生电火花花振针周期性上下振针周期性上下振动振动打点打点周期周期0.02 s0.02 s记录记录信息信息位移、
3、时间位移、时间图图141计算出的平均速度会更接近计算出的平均速度会更接近C点的瞬时速度，然点的瞬时速度，然而两点距离过小，测量误差就会增大，所以两点而两点距离过小，测量误差就会增大，所以两点间位移太大或太小都不合适，应该根据实际情况间位移太大或太小都不合适，应该根据实际情况选取合适的两个点，一般选取距选取合适的两个点，一般选取距C点最近的两个点最近的两个点来求两点间的平均速度点来求两点间的平均速度【实验器材实验器材】打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸导线、坐标纸【实验步骤实验步骤】1把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限把电磁
4、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，并且压在纸带上位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面面2把电磁打点计时器的两个接线柱接到把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压的低压交流电源上交流电源上7把纸带上能看得清的某个点作为起始点把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上以后的点分别标上A、B、C、D作为作为“计数点计数点”，如图如图142所示，依次测出所示，依次测出O到到A、A到到B、B到到C之间的距离之间的距离x1、x2、x3.图图142核心要点突破核心要点突破把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速直线运
5、动匀速直线运动.位置位置ABCDEF(xnxn1)/(m)v/(ms1)2利用利用vt图象分析物体的运动图象分析物体的运动(1)vt图象的作法图象的作法用横轴表示时间用横轴表示时间t，纵轴表示速度，纵轴表示速度v，建立直角坐标，建立直角坐标系根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平系根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图143所示的所示的vt图象图象(2)vt图象的意义图象的意义vt图象非常直观地反映了速度图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹图图143(3)
6、匀速直线运动的匀速直线运动的vt图象图象匀速直线运动的匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直图象是与时间轴平行的直线，如图线，如图144所示，直线所示，直线a、b分别表示分别表示va4 m/s，vb8 m/s.图图144从匀速直线运动的从匀速直线运动的vt图象中不仅可以看出速图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式xvt，在，在vt图象中就对应着边长分别为图象中就对应着边长分别为v和和t的的一个矩形面积，如图一个矩形面积，如图145中画斜线的部分中画斜线的部分图图145(4)图象法是处理实验数据的常用方法运用图象图象法是处理实验数据
7、的常用方法运用图象处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等经测量或无法直接测量的物理数值等二、误差分析二、误差分析1利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差为减小误差，应取以计数点为中心来系统误差为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移的较小位移x来求平均速度来求平均速度2分段测量计数点间的位移分段测量计数点间的位移x带来误差减小此带来误差减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数
8、误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点的距离，再分别计算出各计数点间的距离间的距离3计数点间的时间计数点间的时间t搞错计数点间涉及到搞错计数点间涉及到n个个打印点，计数点间的时间间隔为打印点，计数点间的时间间隔为t(n1)0.02 s而非而非tn0.02 s.4作作vt图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差的不合理，作图粗糙带来误差三、注意事项三、注意事项1实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的
9、阻滞现时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象象2使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带器打点稳定后，再拉动纸带3手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集4使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面5使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，
10、应调整振针距复写纸的高度短线，应调整振针距复写纸的高度6打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后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应立即关闭电源7对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各可先统一测量出各个测量点到起始测量点个测量点到起始测量点O之间的距离之间的距离)读数时应读数时应估读到毫米的下一位估读到毫米的下一位课堂互动讲练课堂互动讲练打点计时器的使用打点计时器的使用 电磁打点计时器的工作电压是电磁打点计时器的工作电压是_，电，电火花计时器的工作电压是火花计时器
11、的工作电压是_，当电源频率，当电源频率是是50 Hz时，它们每隔时，它们每隔_s打一次点使用打一次点使用电磁打点计时器时，纸带应穿过电磁打点计时器时，纸带应穿过_，复写，复写纸要放在纸带的纸要放在纸带的_面；打点时应先面；打点时应先_，稳定后，再让纸带运动，稳定后，再让纸带运动【精讲精析精讲精析】打点计时器分为两种，电磁打点打点计时器分为两种，电磁打点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用220 V交流电，电源频率为交流电，电源频率为50 Hz时，每隔时，每隔0.02 s打打一个点，电磁打点计时器靠振针和复写纸打点，一个点，电磁打点计时器靠振针和复
12、写纸打点，纸带应穿过限位孔，放在复写纸下面，拉动纸带纸带应穿过限位孔，放在复写纸下面，拉动纸带前，应先接通电源前，应先接通电源【答案答案】6 V以下以下220 V0.02限位孔上限位孔上接通电源接通电源【方法总结方法总结】两种计时器的区别：两种计时器的区别：(1)工作电压工作电压不同；不同；(2)工作原理不同；工作原理不同；(3)打点方式不同打点方式不同对实验操作及步骤的考查对实验操作及步骤的考查 (2011年杭州高一检测年杭州高一检测)在用打点计时器研究小在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是步骤，其
13、中错误的步骤是_，有遗漏内容的步骤是有遗漏内容的步骤是_A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源开纸带后再接通电源B将打点计时器固定在平板上，并接好电路将打点计时器固定在平板上，并接好电路C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码悬挂适当的钩码D取下纸带取下纸带E放手，使小车在平板上运动放手，使小车在平板上运动F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔限位孔将以上步骤完善后合理的序号排列为将以上步骤完善后合理的序号排列为_【精讲精析精讲
14、精析】合理的步骤如下：合理的步骤如下：B将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路并接好电路F将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔限位孔C把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码面悬挂适当的钩码A拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源接通电源E放手，使小车在平板上运动放手，使小车在平板上运动D断开电源，取下纸带断开电源，取下纸带【答案答案】ABDBFCAED【方法总结方法总结】学会打点计时器的使用是本
15、节的学会打点计时器的使用是本节的一个重要内容，打点计时器的使用步骤是要严格一个重要内容，打点计时器的使用步骤是要严格遵守的，不能混乱遵守的，不能混乱实验数据的处理实验数据的处理 (2011年莆田高一检测年莆田高一检测)如图如图146所示是用所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从部分，从0点开始依照打点的先后依次标为点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，现在量得，现在量得0、1间的距离间的距离x15.18 cm,1、2间的距离间的距离x24.40 cm,2、3间的距离间的距离x33.62 cm,3、4间的距离间的
16、距离x42.78 cm,4、5间的距离间的距离x52.00 cm,5、6间的距离间的距离x61.22 cm(f50 Hz)图图146(1)根据上面记录，计算打点计时器在打根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中点时的速度并填在下表中.位置位置12345v/ms1(2)根据根据(1)中表格，在图中表格，在图147中画出小车的速中画出小车的速度时间图象，并说明小车速度变化特点度时间图象，并说明小车速度变化特点图图147【思路点拨思路点拨】求某点的速度时，我们用相邻两点求某点的速度时，我们用相邻两点间的平均速度代替间的平均速度代替将数值填入表格如下将数值填入表格如下位置位置12345v/ms11.201.000.800.600.40图图148(2)描点并连线得小车的速度描点并连线得小车的速度时间图象时间图象由图象可见，小车速度均匀由图象可见，小车速度均匀减小减小【答案答案】见精讲精析见精讲精析【方法总结方法总结】在以后的学习中，将会证明：用在以后的学习中，将会证明：用一段时间内的平均速度可以代表该段时间中间时一段时间内的平均速度可以代表该段时间中间时刻的瞬时速度刻的瞬时速度
