【同步导学】高中物理 1.4用打点计时器测速度课件 新人教版必修1.ppt

4 实验 用打点计时器测速度 1 学习使用打点计时器 2 学会利用打上点的纸带测量物体的速度 并能理解计算各计数点瞬时速度的物理思想方法 3 掌握描点画图象的方法 利用v t图象分析数据 描述物体的运动 打点计时器 电磁打点计时器或电火花计时器 纸带 刻度尺 交流电源 导线等 一 认识打点计时器1 构造如下图所示是电磁打点计时器和电火花打点计时器的结构图 要求能够了解各部件的名称及作用 电磁打点计时器 电火花打点计时器 2 工作原理 1 电磁打点计时器 它是利用电流的磁效应打点计时的一种仪器 当接在10v以下 一般保证在4v以上 的低压交流电源上时 线圈的磁场方向周期性改变 在线圈和永久磁铁的作用下 振片便上下振动起来 位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点 这时如果纸带运动 振针就在纸带上打出一系列点迹 振片的振动周期与电源的电流变化周期一致 当电源频率为50hz时 它每隔0 02s打一次点 即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0 02s 2 电火花打点计时器 它是利用火花放电在纸带上打出点迹的计时仪器 当接通220v交流电源 按下脉冲输出开关时 计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针 墨粉纸盘到接负极的纸盘轴 产生火花放电 于是在运动纸带上就打出一系列点迹 当电源频率为50hz时 它也是每隔0 02s打一次点 即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0 02s 3 两种打点计时器的比较 对电磁打点计时器和电火花计时器的有关说法中 正确的是 a 电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电b 两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样c 电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸d 电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉 解析 电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉 所以c d错误 答案 ab 2 实验步骤 1 把电磁打点计时器固定在桌子上 让纸带穿过限位孔 压在复写纸的下面 2 把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接 3 打开电源开关 用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动 纸带上就打下了一系列点 把数据填入下表 根据数据判断纸带是否做匀速运动 答案 0 350 430 35 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 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时 如打出点较轻或是短线 应调整振针距复写纸的高度 思考与讨论 怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度 如果纸带上的点迹分布不均匀 那么 点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小 点拨 测出纸带上两点间的距离 数一下两点间有多少个时间间隔 即有多少个0 02s 用距离除以时间即得到平均速度 点迹密集 表示相同时间内发生的位移小 即运动的速度较小 说一说 百米赛跑时运动员的速度从始至终不变吗 如果有变化 你估计是怎样变化的 某位运动员百米赛跑的成绩是10 57s 按照你的估计画出他在这段时间的v t图象的草图 如果是没有受过训练的同学跑百米 他的v t图象的形状可能有什么不同 点拨 运动员的百米赛跑中 速度变化较大 大致可以分为三个阶段 启动阶段 速度从零迅速增大 中间阶段 这一阶段速度几乎不变 冲刺阶段 速度逐渐增加到最大 如图甲所示 甲 如果是没有受过训练的同学跑百米 他的速度可能是先增加到最大 然后又逐渐减小 如图乙所示 乙 电磁打点计时器是一种使用 电源的计时仪器 它的工作电压为 当电源频率为50hz时 它每隔 s打一次点 使用电磁打点计时器时 应将纸带穿过 复写纸套在定位轴上 并要放在纸带的 面 应把 电源用导线接在接线柱上 打点时应先 再让纸带运动 解析 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器 需要使用6v以下的低压交流电源 它每隔一个周期打一个点 因此纸带上两个点之间的时间间隔为一个周期即0 02s 使用电磁打点计时器时 纸带应穿过限位孔 复写纸套在定位轴上 并要放在纸带的上面 打点时应先接通电源 再让纸带运动 答案 交流6v以下0 02限位孔上低压交流接通电源 跟踪发散 1 1 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 打点计时器是一种计时仪器 在实验中所起的作用 就是通过在纸带上打点记录物体在不同时刻的位置 从而通过测量两点间的距离得到物体做直线运动在不同时间内的位移 同时通过两个不同位置间的点迹间隔数目和每两个相邻点迹间隔对应的时间为0 02s 可以得到物体在这两点间的运动时间 答案 abd 如右图所示的四条纸带 是某同学练习使用打点计时器得到的纸带 纸带的左端先通过打点计时器 解析 速度是单位时间内物体所通过的位移 纸带上每相邻两点间的时间间隔相等 因此物体匀速运动时 相邻两点间的距离相等 所以a c纸带是匀速通过打点计时器的 b纸带相邻两点间距离越来越大 则速度越来越大 因此b纸带是越来越快地通过打点计时器的 d纸带相邻两点间的距离先变大 后变小 说明速度先变大后变小 因此d纸带是开始越来越快 后来又越来越慢 答案 acbd0 040 276 75117 88 答案 先变大后变小0 3s5 49 10 2m0 183m s 在做 用打点计时器测速度 的实验时 某同学得到了如右图所示的一条纸带 图中所示数字为各点距第一点的距离 单位是cm 1 设计一个表格 将测量得到的物理量和计算出的各相邻时间间隔内的平均速度填入表格中 2 画出v t图象判断纸带运动的性质 解析 1 经测量 相邻时间间隔内的位移 x如下表所示可得出平均速度 2 在v t图上 表示出速度随时间变化的图象 如图所示 在误差允许的范围内 相等时间内的平均速度相等 所以纸带做匀速直线运动 跟踪发散 3 1 如右图所示是甲 乙两物体运动的速度图象 下列说法正确的是 a 物体甲处于静止状态b 物体乙刚开始时以5m s的初速度与甲物体同向运动c 物体甲在最初3s内的位移为30md 物体乙的运动方向在1s时发生变化 答案 bc 1 在 使用打点计时器测速度 的实验中 除电源 纸带外 还需选用的仪器是 a 停表b 刻度尺c 速度计d 打点计时器解析 由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔 故不需要停表 再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度 故不需要速度计 答案 bd 2 打点计时器振针打点的周期 决定于 a 交流电压的高低b 交流电的频率c 永久磁铁的磁性强弱d 振针与复写纸的距离解析 打点计时器振针打点的周期决定于交流电的频率 例如频率为50hz时每隔0 02s打一个点 答案 b 3 根据打点计时器打出的纸带 我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是 a 时间间隔b 位移c 速率d 平均速度答案 ab 4 使用打点计时器时 a 应先接通电源 再使纸带运动b 应先使纸带运动 再接通电源c 在使纸带运动的同时接通电源d 先使纸带运动或先接通电源都可以解析 先接通电源 再使纸带运动 可使纸带上打出的点更多 纸带利用率更高 答案 a 5 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 解析 电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0 02s在纸带上打一个点 因此 根据打在纸带上的点迹 可直接反映物体的运动时间 因为纸带跟运动物体连在一起 打点计时器固定 所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置 虽然用刻度尺量出各点迹间的间隔 可知道物体在不同时间内的位移