1.4实验：用打点计时器测速度+FLASH动画

第四节试验用打点计时器测速度日常生活中的计时工具有些?手表、机械钟、手机、电脑、秒表………打点计时器思考时间特点：_____位移特点：_____可以怎样研究运动？+能否设计更方便测量的与“频闪照相”类似的方法？最好直接测量位移课本25页练习4：机器的发明可以帮助完成“不可能的任务”+电磁打点计时器电火花计时器１.电磁打点计时器：振片振针接线柱线圈永久磁铁限位孔纸带定位轴复写纸+1、电磁打点计时器+（1）工作电源：+（2）频率：+（3）工作原理：+——振针振动时压迫复写纸将点印于纸上+（4）简单模型：交流（6V以下）50Hz（即0.02s打一个点）手拿笔上下振动2.电火花计时器：+2、电火花计时器+（1）工作电源：（2）频率：+（3）工作原理：交流（220V）50Hz火花放电打点+3、两种打点计时器的比较+1）所用电源都是交流电源，但电压不同+2）打点方式不同+3）实验误差不同：电磁打点计时器的滞阻力更大，因此误差更大+（振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍作用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动）+4）频率相同+4、打点计时器的作用+（1）计时+(电源频率50Hz，每隔秒打一个点)+（2）记录位移+（单向直线运动）+（3）研究纸带→研究物体运动0.02+1、操作步骤+（1）固定计时器+（2）穿纸带+（3）先启动电源，再拉纸带，随后立即关电源△t＝？△x＝？思考：1.根据这条纸带，你能得到哪些物理量？（比如关于DG这一段）2.点迹的疏密不同又意味着什么？3.能否求某点的瞬时速度？(如E点)时间位移平均速度运动快慢不同FH三、利用纸带测量某点瞬时速度提示：回忆瞬时速度的得出合理选取该点在内的一小段时间计算平均速度，vv瞬思考：如何测得E点的瞬时速度？如图是研究匀变速直线运动实验中打点时器打出的纸带，每5个打点选一个计数点，各计数点对应在刻度尺上的示数已在图中示出，单位是cm，交流电源50Hz。计数点间隔时间为T=，Vc=，0.10s0.20m/s+1、选定一些计数点+2、测量这些计数点的瞬时速度n01234△s（m）△t（s）v（m/s）0123△x0△x1△x2△x33、利用表格记录各计数点的瞬时速度4、根据表格数据研究物体的运动+1、图象特点：直观地反映规律（例：股票）+2、v—t图象作图步骤+（1）建系：+（2）描点++（3）连线纵轴横轴vt曲线折线+3、作图的注意事项：+（1）连线时一定要使线尽可能“平滑”+（2）连线时应使尽可能多的点落在线上，如果有些点难以落在线上，应使它们大致均匀分布在线的两侧。+（3）点迹不能太少请根据图象判断物体的运动情况思维体操1.物体从静止开始运动还是具有一定的初速度？2.速度的大小是否变化？是加速还是减速？3.运动的方向是否变化？t30tvt1v1t2tOVt1v-t图象：1.能读出速度v、时刻t的对应关系2.观察出速度v随时间t的变化关系3.能判断物体的运动规律4.图象与横轴的面积表示位移.tOVtOVtOVtOV匀速直线运动匀加速直线运动匀减速直线运动二、实验误差分析例2某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，这可能是因为()A．打点计时器错接在直流电源上B．电源的电压不稳C．电源的频率不稳D．振针压得过紧解析正常情况下，振针应该恰好敲打在限位板上，这样在纸带上才能留下点．当振针与复写纸的距离过大时，振针可能打不到复写纸，这时会出现有时有点，有时无点．当振针与复写纸的距离过小时，振针就会有较长的时间与复写纸接触，这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段．答案D四、v－t图象的理解和应用典例4在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦如图3所示，是一名同学某次从蹦床跳起后的v－t图象，已知t2＝2t1，结合你的体会和经历，分析下列问题：(1)他的速度大小是如何变化的？(2)哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？(3)从图象中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？(4)他在t2时刻回到蹦床上了吗？图3解析(1)在0～t1时间内速度由v0逐渐减小到零，在t1～t2时间内速度由零增大到v0.(2)速度由初速度v0减小到零的过程是上升过程，所对应的时间为0～t1；速度由零增大到v0的过程是下降过程，所对应的时间为t1～t2.(3)从图象中可以看出，上升过程速度为正，下降过程速度为负，因此，是选定上升过程的速度方向为正方向．(4)由于上升过程与下降过程是对称的，故t2时刻刚好回落到蹦床上．答案见解析答案见解析A．物体A做加速直线运动B．物体B做减速直线运动C．物体A的加速度为正值，B的加速度为负值，所以A的加速度大于B的加速度D．物体B的速度变化比A的速度变化快图4针对练习2如图4所示是A、B两个物体做直线运动的速度图象，下列说法正确的是（）解析由两物体的速度图象可知，两物体速度的绝对值都在增大，都在做加速运动．物体A的速度方向为正，图线的斜率为正，说明A向正方向做加速运动；物体B的速度方向为负，图线的斜率为负，说明B向负方向做加速运动．物体A加速度的绝对值为1m/s2，物体B加速度的绝对值为2m/s2，所以B的加速度大小大于A的加速度大小，从而B的速度变化比A的速度变化快．答案AD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BC2．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．ABD3．一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解析物体在第1s末运动方向没有发生变化，A错；第2s内、第3s内的速度方向是相反的，B错；物体在第2s内位移变大，向正方向运动，C错；物体做的是往复运动，故物体的位置始终不会为负值，D项正确．答案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7解析质点的运动方向发生改变，即速度的正负发生变化，显然是在t＝2s时B质点改变运动方向，选项A错误；t＝2s时，质点A的位移是1m，质点B的位移是－1m，两质点间距离一定等于2m，选项B正确；由题图可知，t＝0时，A、B两质点的速度v＝0，此后2s内，vA0，vB0，故选项C正确；t＝4s时，两质点速度相等，并非位移相等(相遇)，选项D错误．答案BC6．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ABDEC7．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BECAD8．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度．如图8所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为Δt1＝0.29s，通过第二个光电门的时间为Δt2＝0.11s，已知遮光条的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．图8解析滑块通过光电门的时间极短，可以用短程内的平均速度来表示该点的瞬时速度．由平均速度的定义可计算，滑块通过第一个光电门时的瞬时速度v1＝dΔt1＝0.03m0.29s＝0.10m/s；滑块通过第二个光电门时的瞬时速度v2＝dΔt2＝0.03m0.11s＝0.27m/s.答案0.10m/s0.27m/s9．如图9所示，甲、乙两图象分别是某个运动质点的x－t图象和v－t图象，试说明在两图象中的OA、AB、BC、CD、DE各个阶段表示质点分别做什么运动？图9解析题图甲是位移图象，各段表示的运动情况如下：OA段表示质点从原点出发向正方向做匀速直线运动；AB段表示质点静止在某一位置处；BC段表示质点沿负方向做匀速直线运动又回到了出发点；CD段表示质点继续沿负方向做匀速直线运动，位移为负值；DE段表示质点沿正方向做匀速直线运动，最终又回到了出发点．题图乙是速度图象，各段表示的运动情况如下：OA段速度增大，质点做初速度为零的加速直线运动；AB段表示质点做匀速直线运动；BC段表示质点仍向前运动，速度逐渐减小直至为零，是减速直线运动；CD段表示质点沿负方向做加速直线运动，负值表示速度的方向；DE段表示质点仍然沿负方向运动，速度逐渐减小，最终减为零．答案见解析