1、第第4 4节节 打点计时器测速度打点计时器测速度 实验目的实验目的 1.练习使用打点计时器练习使用打点计时器 2.学会用打点计时器测量瞬时速度的研究方法学会用打点计时器测量瞬时速度的研究方法 3.描绘速度描绘速度时间图象时间图象。实验器材实验器材 电磁打点计时器（或电火花计时器电磁打点计时器（或电火花计时器）；）；纸带；刻度尺；学生电源（纸带；刻度尺；学生电源（4-6V的交流电压的交流电压档）；导线。档）；导线。计时器计时器打点计时器是一种打点计时器是一种计时计时仪器仪器03123343563783941104312144516471849205122532426555728590126789
2、1011345121314周期性周期性好记录好记录一、两种打点计时器一、两种打点计时器电磁打点计时器电磁打点计时器一一、两种打点计时器两种打点计时器1、电磁打点计时器、电磁打点计时器 （1）原理）原理 （2）构造）构造 （3）工作电压：工作电压：10V以下以下一一、两种打点计时器两种打点计时器2、电火花计时器、电火花计时器（1）构造：）构造：（2）原理：）原理：脉冲电流经脉冲电流经 放电针、放电针、墨粉纸盘放电墨粉纸盘放电（3 3）工作电压：工作电压：220V220V一一、两种打点计时器两种打点计时器3、打点计时器的作用、打点计时器的作用 （1）测时间）测时间 (电源频率电源频率50Hz50H
3、z，每隔，每隔_秒打一个点秒打一个点)（2）测位移）测位移 （3）研究纸带）研究纸带 研究物体运动研究物体运动0.02s1、操作步骤、操作步骤 （1）固定计时器）固定计时器 （2）穿纸带）穿纸带 （3）启动电源，拉纸带，随后）启动电源，拉纸带，随后立即关立即关电源电源二二、练习使用打点计时器练习使用打点计时器探究探究纸带的处理纸带的处理 1.测平均速度测平均速度 01234t/Sx/m2-40-23-42-31-20-1区间区间表表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度)/(1-smv2.2.如何测出如何测出E点点的瞬时速度？的瞬时速度？1、测量原理、测量
4、原理2、测量几个时刻的瞬时速度、测量几个时刻的瞬时速度 三、测瞬时速度三、测瞬时速度表表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置位置0123t/sv/s思考思考用打点计时器测量物体速度的方法还能用用打点计时器测量物体速度的方法还能用在什么地方？在什么地方？体会体会展示细节，有展示细节，有助于更好的研助于更好的研究过程究过程频闪照相频闪照相 时间特点：时间特点：_ 位移特点：位移特点：_ 可以怎样研究运动？可以怎样研究运动？四四、用图像表示速度用图像表示速度1、图像特点：直观、图像特点：直观2、常用作图法、常用作图法 （1）描点作图）描点作图 （2）据函数关系式作图）据函
5、数关系式作图3、作图步骤、作图步骤 （1）建系）建系 （2）描点）描点 （3）作图）作图4、速度时间图像、速度时间图像研究方案：研究方案：位置位置A AB BC CD DE Ex/mx/mt/st/sV/(m/s)V/(m/s)1 1、从纸带上能看清的点开始，每、从纸带上能看清的点开始，每5 5个时间间隔个时间间隔取一个测取一个测量点，依次标为量点，依次标为A A、B B、C C、D D、E E。2 2、测量包含测量点在内的一小段位移、测量包含测量点在内的一小段位移x x，做好记录。，做好记录。3 3、测量各段位移对应的时间、测量各段位移对应的时间t t，做好记录。，做好记录。4 4、由平均速
6、度公式，求出包含各测量点在内的各小段位、由平均速度公式，求出包含各测量点在内的各小段位移的平均速度，做好记录。移的平均速度，做好记录。5 5、以打、以打第一个测量点第一个测量点A A作为计时开始，记为作为计时开始，记为t=0t=0，依次记录，依次记录好各测量点对应的时刻。好各测量点对应的时刻。6 6、以包含测量点在内的一小段位移的平均速度作为测量点、以包含测量点在内的一小段位移的平均速度作为测量点的瞬时速度，做好记录。的瞬时速度，做好记录。A B C D E 位置位置A AB BC CD DE E时刻时刻t/st/s0 0瞬时速瞬时速度度V/(m/s)V/(m/s)位置位置A AB BC CD
7、 DE E时刻时刻t/st/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.4瞬时速度瞬时速度V/(m/s)V/(m/s)0.110.110.150.150.210.210.220.220.210.21实验结果记录实验结果记录7 7、用图象法表示变化规律：、用图象法表示变化规律：1 1）以速度）以速度V V为纵轴，时间为纵轴，时间t t为横轴，在方格纸上建立直角为横轴，在方格纸上建立直角坐标系。坐标系。2 2）根据表中的这些数据描出各点。）根据表中的这些数据描出各点。（注意标度选取得宜，使图像尽可能充满整个坐标纸）（注意标度选取得宜，使图像尽可能充满整个坐标纸）3 3）用）用平滑的曲线平
8、滑的曲线连接各点。连接各点。v-tv-t图象图象:描述速描述速度和时度和时间关系间关系的图象。的图象。0.40.4 0.30.3 0.20.2 0.10.10.1 0.2 0.3 0.4在作曲线在作曲线“拟合拟合”坐坐标系中的点时，要注标系中的点时，要注意意“顺势顺势”“”“平滑平滑”。如果有些点难以落在如果有些点难以落在曲线上，应该使它们曲线上，应该使它们大致均匀地分布在曲大致均匀地分布在曲线两侧。为了使拟合线两侧。为了使拟合曲线能较好地反映客曲线能较好地反映客观规律，根据实验数观规律，根据实验数据作出的点不能太少，据作出的点不能太少，至少要有至少要有5、6个。个。用图象表示速度用图象表示速
9、度实例探究实例探究 例例1一同学在使用打点计时器时，纸带上点不一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）A接在直流电源上接在直流电源上 B电源电压不稳电源电压不稳C电源频率不稳电源频率不稳 D打点针压得过紧打点针压得过紧D解析：解析：A A接在直流电源上不会打点。接在直流电源上不会打点。A A错。错。B B打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。有关。B B错。错。C C频率不同打的点仍为圆点。故频率不同打的点仍为圆点。故C C错。错。D D打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出打点针
10、压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。一些短线。D D正确。正确。注意事项：注意事项：打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线或点的颜色圆点，如遇到打出的是短横线或点的颜色较淡或打不出点，应调整一下振针距复写较淡或打不出点，应调整一下振针距复写纸片的高度。纸片的高度。使用计时器打点时，应先接通电源，待打使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再水平拖动纸带。点计时器稳定后，再水平拖动纸带。使用电火花计时器时，应注意把两条白纸使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，带正确穿好，墨粉纸盘夹在两
11、纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。位孔，压在复写纸下面。思考：本实验产生误差的主要原因是什么？思考：本实验产生误差的主要原因是什么？0 1 2 3 4 5 6 7 80.60.50.40.30.20.1t/10-1sv/(ms-1)四：用图象表示速度四：用图象表示速度0 0t tv v 试分析物体的运动情况试分析物体的运动情况v-t v-t 图象中速度的正负表示物体的运动方图象中速度的正负表示物体的运动方向向t t3t t1v v1t t20 0t tv v 一物体的一物体的 v-t 图如下所示，则下列说法正确的是图如下所示
12、，则下列说法正确的是()()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B D1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等这些点的距离不一定相等,但这些点能说明但这些点能说明()()A运动物体在一段时间内的位移运动物体在一段时间内的位移B运动物体在一段时间内的运动快慢运动物体在一段时间内的运动快慢C运动物体在某时刻的位置运动物体在某时刻的位置D运动物体的运动性质运动物体的运动性质课堂练习课堂练习ABCD2.通过打点计时器
13、得到的一条纸带上的点子不均匀通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下下列判断正确的是列判断正确的是()()A点子密集的地方物体的运动速度比较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 C3.3.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小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点面打下一系列的小点,根据你所打出纸带根据你所打出纸带,在判断纸带在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速
14、直线运动时表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时 ，下列说法正确的是（下列说法正确的是（）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,看其是否相同看其是否相同 来判断来判断D打点计时器（具有计时、测速的功能）的作用：打点计时器（具有计时、测速的功能）的作用：通过研究纸带，间接的反应物体运动情况。通过研究纸带，间接的反应物体运动情况。1
15、、打出的点越密，则运动越慢；、打出的点越密，则运动越慢；2、若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运、若打出的点间距相等，则物体做匀速直线运动；动；纸带一般所需测的两个量：纸带一般所需测的两个量：1 1、平均速度：两个点之间的位移与两点之间时、平均速度：两个点之间的位移与两点之间时间的比值，其结果为该两点间纸带运动的平均间的比值，其结果为该两点间纸带运动的平均速度。速度。2 2、瞬时速度：若需求某点的瞬时速度，则取该、瞬时速度：若需求某点的瞬时速度，则取该点两侧附近的两点，用所取两点之间的平均速点两侧附近的两点，用所取两点之间的平均速度，近似等效成所研究点的瞬时速度度，近似等效成所研究点的瞬时速度。
