试验用打点计时器测速度课件

4,实验：用打点计时器测速度,第一章运动的描述,学习目标,知识探究,典例精析,达标检测,1.,了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理,.,2.,学会使用打点计时器,.,3.,掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度,.,4.,理解速度随时间变化的图象的意义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动,.,一、了解打点计时器,1.,打点计时器的作用及分类,打点计时器是一种使用,电源的计时仪器，当电源频率为,50 Hz,时，它每隔,打一次点,.,打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的,.,这就为研究物体的运动提供了可能，供高中学生实验用的打点计时器有,电磁,打点计时器和,计时器两种,.,知识探究,交流,0.02 s,位移,电火花,答案,2.,电磁打点计时器,(,如图,1,所示,),图,1,(1),工作电压：,以下的交流电源；,(2),原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，,便振动起来，带动其上的,上下振动,.,这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点,.,6 V,振片,振针,答案,3.,电火花计时器,(,如图,2,所示,),(1),工作电压：,V,交流电源；,(2),原理：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，于是在运动的纸带上就打出一行点迹,.,220,图,2,答案,4.,两种计时器误差比较,计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小,.,电火花,答案,二、练习使用打点计时器,1.,把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带,.,2.,把打点计时器的两个接线柱接到,电源上,(,电磁打点计时器接,6 V,以下低压交流电，电火花计时器接,220 V,交流电,).,3.,先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源,.,4.,取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有,n,个点，那么,n,个点的间隔数为,n,1,个，则纸带的运动时间,t,.,交流,(,n,1),0.02 s,答案,5.,用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离,x,.,三、用打点计时器测量瞬时速度,1.,既然打点计时器打出的纸带既记录了物体的运动时间，又记录了这段时间内物体的位移，那我们能不能借助打点计时器和纸带测量物体运动的平均速度呢？能不能测量物体运动的瞬时速度呢？,答案,2.,打点计时器所用电源的频率为,50 Hz,，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量如图,3,所示，纸带在,A,、,C,间的平均速度为,m,/s,，在,A,、,D,间的平均速度为,m/,s,，,B,点的瞬时速度更接近于,m/s.,图,3,解析答案,返回,解析,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,14 mm,0.014 m,，,A,、,D,间的距离为,25 mm,0.025 m.,B,点的瞬时速度更接近于,0.35 m/s.,答案,0.35,0.42,0.35,返回,例,1,使用打点计时器时应注意,(,),A.,无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面,B.,使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带,C.,使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行,D.,打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源,一、打点计时器的应用原理及操作,典例精析,归纳总结,解析答案,归纳总结,解析,电磁打点计时器使用复写纸，电火花计时器不用复写纸，故,A,错；,实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故,B,正确；,为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故,C,正确；,打点计时器不能长时间连续工作，故,D,正确,.,答案,BCD,归纳总结,使用打点计时器的注意事项,(1),使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带,.,(2),打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置,.,(3),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,.,(4),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,(,可先统一测量出各个测量点到起始测量点,O,之间的距离,).,读数时应估读到毫米的下一位,.,针对训练,1,(,多选,),当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹，下列关于纸带上点迹的说法中正确的是,(,),A.,点迹记录了物体运动的时间,B.,点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移,C.,纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状,D.,纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况,解析,打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状,.,ABD,解析答案,例,2,在用打点计时器,(,电源频率为,50 Hz),研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图,4,所示，图中前几个点模糊，因此从,A,点开始每,5,个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：,二、瞬时速度的计算和速度图象的画法,图,4,(1),纸带的哪一端与物体相连？,(2),相邻计数点间的时间间隔是多少？,解析,由物体的初速度为零，,可判断纸带左端与物体相连,.,答案,左端,解析,由交流电源频率为,50 Hz,知，相邻计时点间的时间间隔为,0.02 s,，每,5,个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔,t,5,T,0.1 s.,答案,0.1 s,解析答案,图,4,(3),BD,段对应的平均速度是多大？,(4),打,C,点时瞬时速度的大小？,解析,由纸带可知,x,BD,(49.60,12.38) cm,0.3722 m.,t,BD,2,t,0.2 s,解析,C,点瞬时速度近似等于,BD,段的平均速度，故,v,C,1.861 m/s.,答案,1.861 m/s,答案,1.861 m/s,总结提升,解析答案,图,4,总结提升,(1),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,(,可先统一测量出各个测量点到起始测量点,O,之间的距离,).,读数时应估读到毫米的下一位,.,针对训练,2,除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移,.,如图,5,所示是采用每秒闪光,10,次的相机拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是,0.1 s,，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出,.,图,5,根据小球的频闪照片提供的信息在图,6,中作出小球的,v,t,图象，并由图象确定第一次曝光时小球的速度,.,图,6,解析答案,返回,解析,可以求出第,2,、,3,、,4,、,5,次曝光时小球的速度,.,小球的,v,t,图象为直线,(,如图所示,),，延长图线可知第一次曝光时小球的速度,v,1,0.40 m/s.,答案,v,t,图象见解析图,0.40 m/s,返回,1.,练习使用打点计时器时，接通电源与释放纸带让纸带,(,随物体,),开始运动，这两项操作的先后顺序是,(,),A.,先释放纸带，后接通电源,B.,先接通电源，后释放纸带,C.,释放纸带的同时接通电源,D.,先接通电源或先释放纸带都可以,达标检测,1,2,3,解析答案,解析,开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，如果先放开纸带，再接通打点计时器的电源，会导致物体运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，,A,、,C,、,D,错误；,B,正确,.,B,2.,你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔,1 s,用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台,“,打点计时器,”,.,如果在纸带上点下了,10,个点，则在打下的这些点的过程中，纸带的运动时间是,(,),A.1 s B.9 s C.10 s D.11 s,1,2,3,B,解析,每隔,1 s,用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了,10,个点，也就有,9,个时间间隔，所以纸带的运动时间是,9 s.,故选,B.,解析答案,3.,如图,7,所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔,0.02 s,打一点，图中,O,点为第一个计数点，,A,、,B,、,C,、,D,为相邻的计数点，每相邻计数点间还有一个点未画出,.,根据图中标出的数据，打,A,、,D,两点时间内纸带的平均速度是,，打,B,点时纸带的瞬时速度是,，你能算出打,O,、,D,两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？,1,2,3,图,7,解析答案,返回,解析,根据平均速度和瞬时速度的定义式求解,.,1,2,3,当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，,无法算出,OD,段的平均速度，因为不知道,O,、,D,间有多少个点，因而不知道,OD,段的时间间隔,.,答案,2.312 5 m,/s,2.125 0 m/,s,不能不知道,OD,段的时间间隔,返回,