第4节 实验：用打点计时器测速度课时学案

第4节 实验：用打点计时器测速度1.掌握打点计时器的原理及其使用方法。2.掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。3.能测定平均速度，画出v-t图象，通过图象来分析物体的运动情况。电磁打点计时器是一种使用交流电源的 仪器，它的工作电压是 V，电源频率是50 Hz，它每隔 s打一次点。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出点而显示出点迹的计时仪器，使用220 V交流电压，当电源频率为50 Hz时，它每隔 s打一次点。如果运动物体带动纸带通过打点计时器，在纸带上打下的点就记录了物体运动的时间，纸带上的点迹也相应地表示出了运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上点迹之间的间隔，就可以了解在不同时间里，物体发生的位移和速度的大小及其变化，从而了解物体的运动情况。1.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是点，而是一些短线，这可能是因为（ ）A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.振针压得过紧2.针对第1题出现的问题，应如何调节（ ）降低电源的频率 提高电源的电压 降低电源的电压 缩短振针的长度A.B.C.D.3.在使用电磁打点计时器时，应先把打点计时器固定，让纸带穿过 ，把复写纸套在 上，并且压在纸带上面，然后在打点计时器的两个接线柱上分别接上导线，两根导线的另一端分别接到 V以下的 电源的两个接线柱上，接通电源后，再拉动纸带，即可进行操作。一、电磁打点计时器1.电磁打点计时器使用的是恒定电流还是交变电流？其工作电压为多少？2.我国交变电流的频率为50 Hz，使用这种电源时，每隔多长时间打一个点，即相邻两个点之间的时间间隔是多少？3.说出电磁打点计时器的构造及工作原理。4.打点计时器的打点周期取决于什么因素？5.打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息？二、电火花计时器1.说一说电火花计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。2.从原理上考虑，电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？三、练习使用打点计时器1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？2.打点计时器的振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因？怎样调整？3.如果打出的点是一些小线段，是什么原因？怎样解决？4.为什么先通电，然后才让纸带运动，而不是先让纸带运动后通电？5.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？6.电火花计时器的纸带应如何安装？7.纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？8.从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？9.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？例1 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）A.时间间隔B.位移C.瞬时速度D.平均速度来源:学科网四、用打点计时器测量瞬时速度图1-4-1例2 如图1-4-1所示，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，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC=14.0 mm，AD=25.0 mm。那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为 m/s，纸带在AD间的平均速度为 m/s；B点的瞬时速度更接近于 m/s。来源:数理化网五、用图象表示速度1.图象是表示变化规律的好方法，可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢？来源:2.如何在坐标纸上描点连线?3.我们现在来观察图象，可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况。图象上每一点的意义是什么？图1-4-2例3 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共七个计数点。其相邻点间的距离如图1-4-2所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s。（1）试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表（要求保留三位有效数字）。vBvCvDvEvF数值/（ms-1）图1-4-3（2）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并在图1-4-3中画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。 1.打点计时器振针打点的周期，决定于（ ）A.交流电压的高低B.交变电流的频率C.永久磁铁的磁性强弱D.振针与复写纸的距离图1-4-42.图1-4-4为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是哪一条（打点时间间隔均相同）（ ）来源:3.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.使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行D.打点计时器只能连续工作很短时间，打点之后要立即关闭电源图1-4-54.如图1-4-5所示为一次记录小车运动情况的纸带 ，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔T=0.1 s。（1）依据公式vn=xn+xn+12T，求B、C、D三点速度的大小。（2）选取恰当坐标系作出小车的v-T图象。来源: