第四節(jié)試驗：用打點計時器測速度第1頁學習目標：1.學會使用打點計時器．2．學會利用打出紙帶求瞬時速度．3．能經過紙帶上點位置關系分析物體運動情況．4．會用圖象表示速度隨時間改變規(guī)律．重點難點：1.打點計時器正確使用．2．掌握測速度方法．第2頁課前自主學習檢測【試驗目標】1．了解打點計時器結構、原理及使用方法．2．會用紙帶求速度及依據(jù)v－t圖象處理數(shù)據(jù)．第3頁4知識主干梳理第4頁5第5頁6第6頁7第7頁8第8頁9第9頁【試驗原理】1．打點計時器原理及使用電火花計時器電磁打點計時器結構圖示第10頁電火花計時器電磁打點計時器工作電壓220V交流電6V交流電打點方式周期性產生電火花振針周期性上下振動打點周期0.02s0.02s統(tǒng)計信息位移、時間第11頁第12頁第13頁計算出平均速度會更靠近C點瞬時速度，然而兩點距離過小，測量誤差就會增大，所以兩點間位移太大或太小都不適當，應該依據(jù)實際情況選取適當兩個點，普通選取距C點最近兩個點來求兩點間平均速度．第14頁【試驗器材】打點計時器、學生電源、刻度尺、紙帶、復寫紙、導線、坐標紙．【試驗步驟】1．把電磁打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，而且壓在紙帶上面．2．把電磁打點計時器兩個接線柱接到6V低壓交流電源上．第15頁第16頁7．把紙帶上能看得清某個點作為起始點O，以后點分別標上A、B、C、D…作為“計數(shù)點”，如圖1－4－2所表示，依次測出O到A、A到B、B到C…之間距離x1、x2、x3….圖1－4－2第17頁關鍵關鍵點突破第18頁把數(shù)據(jù)填入下表，依據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速直線運動.位置ABCDEF(xn＋xn＋1)/(m)v/(m·s－1)第19頁2．利用v－t圖象分析物體運動(1)v－t圖象作法用橫軸表示時間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標系．依據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標系中描點，然后用平滑曲線把這些點連接起來，即得到如圖所表示v－t圖象．(2)v－t圖象意義v－t圖象非常直觀地反應了速度隨時間改變情況，它并不是物體運動軌跡．第20頁(3)勻速直線運動v－t圖象①勻速直線運動v－t圖象是與時間軸平行直線，如圖1－4－4所表示，直線a、b分別表示va＝4m/s，vb＝8m/s.圖1－4－4第21頁②從勻速直線運動v－t圖象中不但能夠看出速度大小，而且能夠求出位移，依據(jù)位移公式x＝vt，在v－t圖象中就對應著邊長分別為v和t一個矩形面積，如圖1－4－5中畫斜線部分．圖1－4－5第22頁(4)圖象法是處理試驗數(shù)據(jù)慣用方法．利用圖象處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點，如能夠使物理規(guī)律直觀易懂，能夠減小偶然誤差，能夠方便地取得一些未經測量或無法直接測量物理數(shù)值等．二、誤差分析1．利用平均速度來代替計數(shù)點瞬時速度本身帶來系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應取以計數(shù)點為中心較小位移Δx來求平均速度．第23頁2．分段測量計數(shù)點間位移x帶來誤差．減小此誤差方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O距離，再分別計算出各計數(shù)點間距離．3．計數(shù)點間時間Δt搞錯．計數(shù)點間包括到n個打印點，計數(shù)點間時間間隔為Δt＝(n－1)×0.02s．而非Δt＝n×0.02s.4．作v－t圖象不用坐標紙、尺子，坐標單位選定不合理，作圖粗糙帶來誤差．第24頁三、注意事項1．試驗前，應將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試拉紙帶，應無顯著阻滯現(xiàn)象．2．使用計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶．3．手拉動紙帶時速度應快一些，以防點跡太密集．4．使用電火花計時器時，應注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面．第25頁5．使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應調整振針距復寫紙高度．6．打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應馬上關閉電源．7．對紙帶進行測量時，不要分段測量各段位移，正確做法是一次測量完成(可先統(tǒng)一測量出各個測量點到起始測量點O之間距離)．讀數(shù)時應估讀到毫米下一位．第26頁課堂互動講練打點計時器使用例1電磁打點計時器工作電壓是________，電火花計時器工作電壓是________，當電源頻率是50Hz時，它們每隔________s打一次點．使用電磁打點計時器時，紙帶應穿過________，復寫紙要放在紙帶__________面；打點時應先________，穩(wěn)定后，再讓紙帶運動．第27頁【精講精析】打點計時器分為兩種，電磁打點計時器使用低壓交流電源，而電火花計時器使用220V交流電，電源頻率為50Hz時，每隔0.02s打一個點，電磁打點計時器靠振針和復寫紙打點，紙帶應穿過限位孔，放在復寫紙下面，拉動紙帶前，應先接通電源．【答案】

6V以下220V

0.02限位孔上接通電源【方法總結】兩種計時器區(qū)分：(1)工作電壓不一樣；(2)工作原理不一樣；(3)打點方式不一樣．第28頁對試驗操作及步驟考查例1

在用打點計時器研究小車在重物牽引下運動試驗中，某同學有以下操作步驟，其中錯誤步驟是____________________，有遺漏內容步驟是________________．A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，松開紙帶后再接通電源B．將打點計時器固定在平板上，并接好電路C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪下面懸掛適當鉤碼第29頁D．取下紙帶E．放手，使小車在平板上運動F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器限位孔將以上步驟完善后合理序號排列為____________．【精講精析】合理步驟以下：B．將打點計時器固定在平板上沒有滑輪一端，并接好電路F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點計時器限位孔第30頁C．把一條細繩拴在小車上，細繩跨過定滑輪下面懸掛適當鉤碼A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點計時器處，接通電源E．放手，使小車在平板上運動D．斷開電源，取下紙帶【答案】

AB

D

BFCAED【方法總結】學會打點計時器使用是本節(jié)一個主要內容，打點計時器使用步驟是要嚴格恪守，不能混亂．第31頁試驗數(shù)據(jù)處理例3

如圖所表示是用打點計時器測瞬時速度試驗時得到一條紙帶一部分，從0點開始依照打點先后依次標為0、1、2、3、4、5、6…，現(xiàn)在量得0、1間距離x1＝5.18cm,1、2間距離x2＝4.40cm,2、3間距離x3＝3.62cm,3、4間距離x4＝2.78cm,4、5間距離x5＝2.00cm,5、6間距離x6＝1.22cm(f＝50Hz)．第32頁(1)依據(jù)上面統(tǒng)計，計算打點計時器在打1、2、3、4、5點時速度并填在下表中.位置12345v/m·s－1(2)依據(jù)(1)中表格，在圖中畫出小車速度－時間圖象，并說明小車速度改變特點．【思緒點撥】求某點速度時，我們用相鄰兩點間平均速度代替．第33頁第34頁將數(shù)值填入表格以下位置12345v/m·s－11.201.000.800.600.40(2)描點并連線得小車速度－時間圖象由圖象可見，小車速度均勻減?。?5頁【答案】見精講精析【方法總結】在以后學習中，將會證實：用一段時間內平均速度能夠代表該段時間中間時刻瞬時速度．第36頁37第37頁38第38頁39第39頁40第40頁41第41頁42重點難點突破第42頁43第43頁44第44頁45第45頁46第46頁47第47頁48第48頁49第49頁50第50頁51第51頁52第