1.4用打点计时器测速度(教师).doc

光明中学2018-2019学年度上学期高一物理组 导学案 004 主备：蒙矿权老师 审核：李志炜老师1.4实验:用打点计时器测速度 【学习目标】1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移）.2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.3.明确速度时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度时间图象，能从图象中获取有用的信息.【知识要点】一、了解打点计时器1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 ，供高中学生实验用的计时器有 打点计时器和 计时器两种2电磁打点计时器(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 的作用下，振片便振动起来，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3电火花计时器(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4两种计时器误差比较（1）都使用交流电源，但工作电压不同，电磁打点计时器工作电压为6 V以下，电火花打点计时器工作电压为220 V，若交流电的频率为50 Hz，则打点周期为0.02 s。（2）工作原理不同，但作用相同，纸带上的点可记录与之相连的运动物体的时间间隔和位移。（3）电磁打点计时器使用振针和复写纸打点；电火花打点计时器使用电火花和墨粉打点。（4）使用电火花计时器时，应把两条纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。（5）电火花打点计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就较小。例1、电磁打点计时器振针打点周期决定于() A交变电压的高低 B交变电流的频率 C永久性磁铁磁性的强弱 D振针与复写纸间的距离例2、下列说法正确的是（ ）A电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样B电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样C电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的D电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02 s二、用打点计时器测速度1练习使用打点计时器（1）把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔并压在复写纸（或墨粉盘）下面，也可以让两条纸带夹住墨粉盘。（2）先接通电源，后拉动纸带；纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源。（3）取下纸带，从能看得清的某个点数起，数出共有多少个点，如果有n个点，那么打点的间隔数为n1，若使用50 Hz交流电，则纸带的运动时间t=(n1)0.02 s。（4）用刻度尺测量从开始计数的一点到最后一点间的距离。2用打点计时器测速度如图所示，根据D、F两点的位移x和时间t，算出平均速度，用这个平均速度来代表经过E点的瞬时速度。3注意事项（1）电磁打点计时器振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点，甚至打出的是短横线等情况，而且可能对纸带产生过大的摩擦阻力。（2）复写纸片或墨粉纸盘不要装反，每打完一条纸带，应将它们的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰。（3）实验时要先接通电源，计时器稳定后，再让纸带运动，每打完一条纸带要及时切断电源。（4）释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。（5）要注意计时点和计数点的不同。例3、利用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不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例4、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，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带上A、C两点对应的时间间隔为_0.04_s，纸带在A、C间的平均速度为 _0.35_m/s.在A、D间的平均速度为_0.42_ m/s.二者之间B点的瞬时速度更接近于_0.35_ m/s.（结果保留两位小数）例5、如图所示是打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度：vB 0.26 m/s，vC 0.30 m/s，vD 0.34 m/s.【知识拓展】利用光电门测瞬时速度实验装置如图所示，根据遮光板的宽度X和测出的时间t ，就可以算出遮光板通过光电门的平均速度。由于遮光板的宽度X很小，因此可以认为这个平均速度就是小车通过光电门的瞬时速度。例6、用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度.已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04s，则滑块经过光电门位置时的速度大小约为( )A. 0.10 m/s B. 100 m/sC. 4.0 m/s D. 0.40m/s【课堂练习】1下列关于打点计时器的说法中，正确的是() A打点计时器可以连续工作很长时间，前后两次打点之间，只要时间间隔很短，完全可以在前一次打完点后不关闭电源 B在正常工作的情况下，打点计时器每打两次点的时间间隔相等 C纸带通过电火花计时器时，不会受到摩擦阻力的作用 D电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样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3关于打点计时器打在纸带上的点，下列叙述正确的是() A必须从第一个点开始选取整条纸带 B根据情况选取点迹清晰的部分纸带 C选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02n s D选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02(n1) s 4.某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示,图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊,因此从A点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动(1)是加速还是减速？(2)在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是多大？(3) B点的瞬时速度为多大？答案:(1) 加速 (2) 0.365m/s (3) 0.252m/s OAB1.30CDEFG3.456.3410.0814.4019.55单位:cm【课后练习】1采用下列哪些措施，有利于减少纸带因受到摩擦而产生的误差（ ）A改用6 V直流电源 B将电磁打点计时器换成电火花计时器C用平整的纸带，不用褶皱的纸带 D纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜2一同学在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为A打点计时器接直流电源 B电源电压不稳C电源频率不稳定 D振针压得过紧3当电火花计时器使用的交流电的频率小于50 Hz时，仍按50 Hz计算，则测量的速度数值与真实速度数值相比_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。4.（1）电磁打点计时器使用的电源是_（填“交流46 V”或“交流220 V”），实验室使用我国民用电（频率50 Hz）时，如果每相邻的计数点间还有4个点，则相邻两个计数点的时间间隔为_0.1_