1、第一章,運動的描述,第4講實驗：用打點計時器測速度,目標(biāo)定位 1.了解兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會安裝和使用. 2.掌握測瞬時速度的方法，會用打出的紙帶求瞬時速度. 3.會用圖象表示速度隨時間變化的規(guī)律.,預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點撥,1.作用及分類 打點計時器是一種使用 (填“交流”或“直流”)電源的計時儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，它每隔 打一次點，打點計時器和紙帶配合，可以記錄物體運動的 及在一段,一、了解打點計時器,交流,0.02 s,時間,時間內(nèi)的 ，供高中學(xué)生實驗用的計時器有 打點計時器和 計時器兩種. 2.電磁打點計時器 (1)工作電壓： 以下的 電源； (2)原理：接通電

2、源后，在線圈和永久磁鐵的作用下， 便振動起來，帶動其上的 上下振動.這時，如果紙帶運動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點.,位移,電磁,電火花,6 V,交流,振片,振針,3.電火花計時器 (1)工作電壓： 交流(填“交流”或“直流”)電源； (2)原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的靜脈電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生 ，于是在運動的紙帶上打出一行點跡.,220 V,火花放電,4.兩種計時器誤差比較 計時器使用中對紙帶的運動阻力極小，因而系統(tǒng)誤差較小.,電火花,二、用打點計時器測量平均速度 根據(jù)v_可求出任意兩點間的平均速度，其中x是紙帶上兩點間的距離，t是這兩點間的時間

3、間隔.,想一想： 如果紙帶上的點跡分布不均勻，點跡密集的地方表示運動的速度較大還是較小？ 答案較小,三、用打點計時器測量瞬時速度 紙帶上某一位置的瞬時速度，可以粗略地由包含這一位置在內(nèi)的一小段位移x內(nèi)的 速度表示，即根據(jù)v_，當(dāng)t或x較小時，用這個 速度代表紙帶經(jīng)過該位置的瞬時速度.,平均,平均,如圖1所示，E點的瞬時速度可用D、F兩點間的平均速度代表，即 .,圖1,想一想： 在上圖中，用DF段和DG段求出的平均速度，哪一個更接近E點的瞬時速度？ 答案因為當(dāng)t或x較小時，求得的平均速度更接近某點的瞬時速度，所以DF段求出的平均速度更接近E點的瞬時速度.,四、用圖象表示速度 速度時間圖象(v-t

4、圖象)：用來描述 隨 變化關(guān)系的圖象，圖象上的點反映某一時刻的瞬時速度.,速度,時間,課堂講義 理解深化探究,一、練習(xí)使用打點計時器 1.實驗步驟 (1)把打點計時器固定在桌子上并穿好紙帶. (2)把打點計時器的兩個接線柱接到交流電源上(電磁打點計時器接6 V以下低壓交流電，電火花計時器接220 V交流電).,(3)先接通電源開關(guān)，再用手水平拉動紙帶，紙帶上就打下一行小點，隨后立即關(guān)閉電源. (4)取下紙帶，從能看得清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，如果共有n個點，那么n個點的間隔數(shù)為n1個，則紙帶的運動時間t(n1)0.02 s.,(5)用刻度尺測量出從開始計數(shù)的點到最后的點間的距離x. (

5、6)利用公式 計算出紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度.,2.注意事項 (1) 打點前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置. (2) 打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶. (3)打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源.,(4)對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各個計數(shù)點到起始點O之間的距離).讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位.,二、根據(jù)紙帶計算瞬時速度 1.原理：取包含這一位置在內(nèi)的一小段位移x，根據(jù)v 測出這一段位移內(nèi)的平均速度，用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過該位置的瞬時速度.一般地，取以這個點為中間時刻的一段位移來計算.,如

6、圖2所示，E點的瞬時速度可用D、F兩點間的平均速度代表，即vE .,圖2,2.數(shù)據(jù)處理 把紙帶上能看得清的某個點作為起始點O，以后的點分別標(biāo)上A、B、C、D、，如圖3所示，依次測出各點到O點的距離，再算出OA、AB、BC、的距離x1、x2、x3、.,圖3,把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶運動速度的變化情況.,3.注意 為了減小實驗誤差，A、B、C、D不一定是連續(xù)計時點，比如可以間隔T0.1 s(即每隔四個點)選一個點(稱為計數(shù)點)，而計算計數(shù)點的瞬時速度時，x、t應(yīng)取此計數(shù)點前、后兩個計數(shù)點之間的位移和時間，即,三、用v-t圖象表示速度 1.用橫軸表示時間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系.根

7、據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點，然后用平滑的曲線把這些點連接起來，即得到物體運動的v-t圖象. 2.v-t圖象的意義 v-t圖象非常直觀地反映了速度隨時間變化的情況，但它并不是物體運動的軌跡.,例如，圖4所示是某質(zhì)點做直線運動的v-t圖象.,圖4,由v-t圖象可知在AB段速度隨時間不斷增大，表示質(zhì)點做加速運動；在BC段速度不隨時間變化，表示質(zhì)點做勻速運動；在CD段速度隨時間不斷減小，表示質(zhì)點做減速運動.質(zhì)點在t0時刻的速度為0.在5 s末的速度大小為15 m/s.,例1 用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移.下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容

8、，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號寫在空白處. A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓 (填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上.,B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過 ，并壓在 下面. C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離x. D.切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間t . E.打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點.,F.利用公式 計算紙帶運動的平均速度. 實驗步驟的合理順序是 .,解析打點計時器使用交流電； 把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面；,若打

9、n個點，則有(n1)個時間間隔，故這段紙帶記錄的時間t(n1)0.02 s； 實驗步驟的排列一般要按先安裝器材然后進行實驗的思路進行，故實驗步驟的合理順序是：BAEDCF. 答案交流限位孔復(fù)寫紙(n1)0.02 sBAEDCF,例2 某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點.相鄰計數(shù)點間的距離如圖5所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為0.10 s.(本題計算結(jié)果均保留3位有效數(shù)字),圖5,(1) 在實驗中，使用打點計時器時應(yīng)先 再_ (選填“釋放紙帶”或“接通電源”). 解析在實驗中，使用打點

10、計時器時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶.,接通電源,釋放紙帶,(2) 每兩個計數(shù)點間還有 個點沒有標(biāo)出.,4,(3) 試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，每隔0.10 s測一次速度，計算出打下B、C、D三個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表.,答案0.400 0.4790.560,(4)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在圖6直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線.,圖6,解析圖線如圖所示：,答案見解析圖,對點練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋,1.關(guān)于打點計時器，下列說法正確的是() A.紙帶上打的點越密，說明物體運動得越快 B.電火花計時器使用的是220 V交流電源 C.使用的電源頻率

11、越高，打點的時間間隔就越長 D.實驗時應(yīng)先釋放小車，后接通打點計時器的電源,解析紙帶上打的點越密，說明物體運動越慢； 電火花計時器使用的是220 V交流電源；,實驗時應(yīng)先接通打點計時器的電源，后釋放小車.B正確. 答案B,2.打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖7所示，紙帶上A、C間對應(yīng)的時間為 s，紙帶在A、C間的平均速度為 m/s.在A、D間的平均速度為 m/s.二者之間，B點的瞬時速度更接近于 m/s.,圖7,解析由題意知，相鄰兩點間的時間間隔為0.02 s. A、C間的距離為14.0 mm0.014 0 m. A、C間對應(yīng)的時間為0.022 s0.04 s. A、D間的距離為25.5 m