物理14《实验用打点计时器测速度》课件(新人教版必修1)

第一章运动的描述4、实验：用打点计时器测速度用打点计时器测速度学习目标：1.学会使用打点计时器．2．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情况．4．会用图象表示速度随时间变化的规律．重点难点：1.打点计时器的正确使用．2．掌握测速度的方法．目标导航电磁打点计时器的构造如图所示。电磁打点计时器电磁打点计时器电火花计时器成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制一、两种计时器的比较类型比较电磁打点计时器电火花计时器所用电源6V以下低压交流220V交流打点方式振针打点电火花打点时间间隔每隔0.02s打一次点每隔0.02s打一次点实验误差振针和纸带接触会影响纸带运动，误差较大火花放电不会影响纸带运动，误差较小3、打点计时器的作用（1）测时间(电源频率50Hz，每隔___秒打一个点)（2）测位移（3）研究纸带→研究物体运动4、根据纸带分析物体运动情况并能计算平均速度.(1)在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s(电源频率为50Hz),所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度小.(2)根据v=Δx/Δt求出在任意两点间的平均速度,这里Δx可以用直尺测量出两点间的距离,Δt为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积.这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度.（3）计算变速直线运动中某段的平均速度0ABCDEX1X2X3X4X5XⅠXⅡXⅢXⅣXⅤTXtXXVAB12TXtXXVVDE450ABCDEBDBDCtXVAEAECtXV测瞬时速度基本思路：一段时间内的平均速度近似表示某一时刻的瞬时速度。以上两式表示一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度。OABCD2.505.498.9913.01纸带在几个时刻的瞬时速度位置OABCD)./(1smv0.4580.5410.627单位cm二、练习使用打点计时器1、操作步骤（1）固定计时器（2）穿纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源探究纸带的处理——1.测平均速度△t＝？△x＝？疏密与速度的关系（1）需测量的量：（2）关系式：初识制表看书并回答：哪几个时刻？如何确定？为何这样定？如何设计表格？01234△t/S△x/m2-40-23-42-31-20-1区间表1手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度)/(1smv三、测瞬时速度1、测量原理2、测量几个时刻的瞬时速度看书并回答：哪几个时刻？如何确定？为何这样定？如何设计表格？0123△x0△x1△x2△x3表2手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置0123t/sv/s思考用打点计时器测量物体速度的方法还能用在什么地方？只能测量单向直线运动的常规物理头脑风暴2.如何测出E点的瞬时速度？DFDF原则：准确性可行性频闪照相时间特点：_____位移特点：_____可以怎样研究运动？四、用图像表示速度1、图像特点：直观2、常用作图法（1）描点作图（2）据函数关系式作图3、作图步骤（1）建系（2）描点（3）作图少了什么？四、用图像表示速度1、图像特点：直观2、常用作图法（1）描点作图（2）据函数关系式作图3、作图步骤（1）建系（2）描点（3）作图4、速度－时间图像（v-tgraph）n012345Vm/s0.050.10.20.30.280.280123456780.60.50.40.30.20.1t/10-1sv/(m·s-1)四：用图象表示速度成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制知识点2用打点计时器测速度1.实验步骤：①把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过，把复写纸套在定位轴上，并且压在。②把电磁打点计时器的两个接线柱接到电源上。限位孔纸带上面6V的低压交流成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制③接通电源开关，用手拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。④取下纸带，从能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Δt＝。⑤用测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。水平(n－1)×0.02s刻度尺成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制⑥利用公式v＝ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的。⑦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A、B、C、D…作为“”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…。平均速度计数点成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制2．数据处理①打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的速度分别为：vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T、vD＝x4＋x52T…。把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。瞬时成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制位置ABCDEF时间t/(s)(xn＋xn＋1)/(m)v/(m/s)②利用v－t图象分析物体的运动成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制二、实验时应注意的事项1．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，应无明显的阻滞现象。2．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。成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制3．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，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。5．使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制6．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。7．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。7．在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况．在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(1)________________________________；(2)________________________________．A．拉住纸带，将小车靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码．D．取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上．______________________________________________答案(1)A中应先接通电源，再释放纸带(2)D中取下纸带前应先断开电源顺序BECAD探究归纳一、打点计时器的原理及使用典例1打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了()A．物体运动的时间B．物体在不同时刻的位置C．物体在不同时间内的位移D．物体在不同时刻的速度AB课堂练习1、对纸带上的电迹说法正确的是？A、点迹记录了物体运动的时间。B、点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C、点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。D、点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移。(ABD)2.打出的点迹不够清晰的原因可能是？A、电源电压偏低B、永磁体磁性不足C、振针位置过高D、复写纸陈旧E、振动片不在永磁体的中央(ABCDE)针对练习1关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是()A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动B．点迹变稀，说明纸带做加速运动C．点迹变密，说明纸带做加速运动D．相邻两点间的时间间隔相等ABD解析打点计时器的振针打点的频率一定(50Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密．2．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的是()A．点痕记录了物体运动的时间B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D．点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况解析打点计时器打下的点记录了物体的位置，而点的个数又记录了物体运动的时间，点间的距离记录了物体运动的位移，故可反映物体的运动情况．ABD课时作业1．打点计时器打出的纸带()A．能准确地求出某点的瞬时速度B．只能粗略地求出某点的瞬时速度C．能准确地求出某段时间内的平均速度D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度BC（四）实例探究［例1］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（）A．接在直流电源上B．电源电压不稳C．电源频率不稳D．打点针压得过紧解析：A．接在直流电源上不会打点。A错。B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。答案：D6．使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：A．把电火花计时器固定在桌子上B．安装好纸带C．松开纸带让物体带着纸带运动D．接通220V交流电源E．按下脉冲输出开关，进行打点这些步骤正确的排列顺序为________．答案ABDEC3．一物体做直线运动的图象如图5所示，则该物体()A．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同B．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反C．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同D．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反图5解析根据图象可知，物体速度先增大后减小，即先做加速运动，后做减速运动．由于图线在时间轴上方，速度方向都为正，方向相同，故选项A正确．A4．某物体的运动规律如图6所示，下列说法中正确的是()图6A．物体在第1s末运动方向发生变化B．第2s内、第3s内的速度方向是相同的C．物体在第2s内返回出发点，向反方向运动D．在这7s内物体的位置始终不会为负值D5．在图7所示的v－t图中，A、B两质点同时从同一点在一条直线上开始运动，运动规律用A、B两图线表示，下列说法正确的是()A．t＝1s时，B质点运动方向发生改变B．t＝2s时，A、B两质点间距离一定等于2mC．A、B同时从静止出发，朝相反的方向运动D．在t＝4s时，A、B相遇图7BC成才之路·物理·人教版·必修1第四章4.力学单位制(唐山市11～12学年高一上学期期末)下列给出的图象中，反映物体做匀速运动的是()答案：AC