江西省吉安县高中物理 第一章 运动的描述 1.4 实验：用打点计时器测速度课件 新人教必修1.ppt

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1、4 实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度 2021/8/8 星期日1导导 【学【学习习目目标标】1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体 运动的信息运动的信息(时间、位移时间、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原理并测量瞬时速度 3.明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方 法法,并画出该实验中的速度并画出该实验中的速度时间图像时间图像2021/8/8 星期日2思思2.电火花计电火花计时器

2、是利用时器是利用火花和墨粉火花和墨粉在纸带上打出墨点而在纸带上打出墨点而显示出点迹的显示出点迹的打点打点仪器，工作电压仪器，工作电压是是220v使用使用时时,墨粉墨粉纸纸套在套在纸盘轴纸盘轴上，把上，把纸带纸带穿穿过过限位孔。限位孔。当当电电源源频频率是率是50Hz时时，它也是每隔，它也是每隔0.02s 打一次点打一次点。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较 小小 ，实验误差也就比较实验误差也就比较 小小 。1.电电磁打点磁打点计时计时器是一种使用器是一种使用交流交流电电源的源的 打点打点 仪仪器，工器，工作作电压电压在在 6V以下以下，当，当电电源

3、的源的频频率是率是50Hz时时，它每隔，它每隔 0.02S 打一次点。通打一次点。通电电以前，把以前，把纸带纸带穿穿过过 限位孔限位孔，再把套在，再把套在轴轴上上的的 复写复写纸纸 压压在在纸带纸带上面上面2021/8/8 星期日3思思3.3.测测量打量打过过点的点的纸带纸带，根据量出的，根据量出的A、D两点两点间间的距离的距离x和和时间时间t算出的平均速度算出的平均速度v=x/t。用。用这这个速度可以近个速度可以近似地表示似地表示纸带经过纸带经过A点点时时的的瞬瞬时时速度速度，如果，如果t再小一些再小一些（如（如A、C之之间间或或A、B之之间间），用平均速度代表），用平均速度代表A点的点的瞬

4、瞬时时速度会速度会 越接近越接近 4 4物体的运物体的运动动也可以用也可以用图图象描述，它可以更象描述，它可以更 直直观观地反映地反映变变化的化的规规律。以速度律。以速度v为为 纵纵轴轴，时间时间t为为横横轴轴在方格在方格纸纸上建上建立直角坐立直角坐标标系，描述速度系，描述速度v与与时间时间t的的变变化化规规律，律，这这种种图图象象叫叫v-t图图象象2021/8/8 星期日4 1.电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么一想能不能使用直流电源，为什么?2.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度怎样根据纸带上的点迹计算纸带

5、的平均速度?3.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的瞬时速度怎样根据纸带上的点迹计算纸带的瞬时速度?议议2021/8/8 星期日5电磁打点计时器电磁打点计时器 展、评展、评2021/8/8 星期日6电磁打点计时器电磁打点计时器 2 2仪器原理仪器原理：电磁打点计时器是一种记录运动：电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定物体在一定时间间隔时间间隔内内位移位移的仪器，它使用的仪器，它使用交流交流电源电源,由学生电源供电，工作电压在由学生电源供电，工作电压在 6V6V 以下，当以下，当电源的频率是电源的频率是50 Hz50 Hz时，它每隔时，它每隔 0.02s 0.02s 打一个点打一个点.展、评展、评注

6、意：注意：电磁打点计时器不能使用直流电源，电磁打点计时器不能使用直流电源，因为因为工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动并且振动的磁场方向，从而促使振动片上下振动并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。片的振动周期与电源的电流变化周期一致。2021/8/8 星期日73.使用方法使用方法：通电前把纸带穿过：通电前把纸带穿过限位孔限位孔，再把套在，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起

7、来，带动其上的其上的振针振针上下振动。这时，如果纸带运动，振上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的隔中物体的位移位移。2021/8/8 星期日8电火花计时器电火花计时器 1仪器构造：展、评展、评2021/8/8 星期日9电火花计时器电火花计时器 2 2仪器工作原理：仪器工作原理：电火花计时器的原理与电磁打点计时器相电火花计时器的原

8、理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是电火花和墨粉。它使用而是电火花和墨粉。它使用220V220V的的交流交流电源电源,当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发当接通电源、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，产生火花出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。当电源的频率是当电源的频率是50 Hz50 Hz时，每隔时，每隔0.02s0.02s打一次点。打一次点。这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较这种计时器工作时，纸带运动受到

9、的阻力比较 小小 ，实验误差也就比较，实验误差也就比较 小小 。展、评展、评2021/8/8 星期日10练习使用打点计时器练习使用打点计时器 使使用用方方法法（实实验验步步骤骤）:(与与电电磁磁打打点点计计时时器器基基本本相相同同)1.把把打打点点计计时时器器固固定定在在桌桌子子上上，纸纸带带穿穿过过限限位位孔孔，把把墨墨粉粉纸纸盘盘套套在在纸纸盘盘轴轴上上，并并且且压压在在纸纸带带上上面面，墨墨粉粉纸纸盘黑色的一面向下，用弹性卡压住。盘黑色的一面向下，用弹性卡压住。2.插上电源插上电源 。3.打打开开电电源源开开关关，电电源源工工作作稳稳定定后后，用用手手水水平平地地牵牵拉拉纸纸带带，纸纸带

10、带被被打打上上了了许许多多小小点点,随随后后立立即即关关闭闭电电源源。（手拉纸带速度快慢适中）（手拉纸带速度快慢适中），多打几条纸带。，多打几条纸带。4.取下纸带，处理数据，把测量结果记录表格中。取下纸带，处理数据，把测量结果记录表格中。展、评展、评注意：在处理数据时，要从能够看清的某个点开始，注意：在处理数据时，要从能够看清的某个点开始，往后数往后数n个点个点2021/8/8 星期日1101234t/Sx/m2-40-23-42-31-20-1区间表表1 1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度v/ms-1展、评展、评 在进行实际测量，处理数据之前，自己应

11、设计在进行实际测量，处理数据之前，自己应设计一个表格，用来记录测量值。一个表格，用来记录测量值。2021/8/8 星期日12纸带的处理纸带的处理 1.测测DG段的平均速度段的平均速度 t t？x x？（1 1）需测量的物理量：）需测量的物理量：）需测量的物理量：）需测量的物理量：x x（2 2）关系式：）关系式：）关系式：）关系式：x x/t t展、评展、评2021/8/8 星期日13如何测出如何测出E点点的瞬时速度？的瞬时速度？D DF FD DF FD DF F展、评展、评2021/8/8 星期日140 01 12 23 3x0 x1x2x3表表2 2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度手拉纸带

12、在几个时刻的瞬时速度位置位置0 01 12 23 3t/st/sv/mv/ms s-1-1展、评展、评2021/8/8 星期日15 数据处理：数据处理：1、从能看清的某个点开始，往后数、从能看清的某个点开始，往后数出出N个点，这些点划分出来的间隔数是个点，这些点划分出来的间隔数是 N-1 2、计算出纸带从第一个点到第、计算出纸带从第一个点到第N个点的运动时间个点的运动时间为为 0.02(N-1)s。3、用刻度尺测量出第一个点到第用刻度尺测量出第一个点到第用刻度尺测量出第一个点到第用刻度尺测量出第一个点到第n n个点的距离个点的距离个点的距离个点的距离X X展、评展、评2021/8/8 星期日1

13、6误差分析：误差分析：1.测量记数点之间的长度时会产生偶然误差。测量记数点之间的长度时会产生偶然误差。2.用平均速度近似代表瞬时速度也可能会产生系统用平均速度近似代表瞬时速度也可能会产生系统误差。误差。展、评展、评常见故障判断和调整：常见故障判断和调整：1）振针打出的点不清晰或者打不出点的原因：）振针打出的点不清晰或者打不出点的原因：1.可能是复写纸该换新的了可能是复写纸该换新的了2.可能是针的振动幅度太小，可以调整振片的位置。可能是针的振动幅度太小，可以调整振片的位置。3.可能是振针的位置太高，调节振针直到能打出清晰点可能是振针的位置太高，调节振针直到能打出清晰点为止为止4.可能是选择电压太

14、低。可以适当提高电压。可能是选择电压太低。可以适当提高电压。2）纸带打出的不是点而是一些短线，可能是振针压的过）纸带打出的不是点而是一些短线，可能是振针压的过紧。应调高针的位置紧。应调高针的位置2021/8/8 星期日17注意事项：注意事项：1.纸带打完后及时断开电源。纸带打完后及时断开电源。2.小车的速度应适当大一些，以能在纸带上长约小车的速度应适当大一些，以能在纸带上长约50cm的的范围内清楚地取范围内清楚地取78个计数点为宜。个计数点为宜。3.应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常应区别计时器打出的轨迹点与人为选取的计数点，通常每隔每隔4个轨迹点选个轨迹点选1个计数点，选取的记

15、数点不少于个计数点，选取的记数点不少于6个。个。4.不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起不要分段测量各段位移，可统一量出各计数点到计数起点点0之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。这样可之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。这样可以减小误差。以减小误差。5.应先接通电源，后释放纸带应先接通电源，后释放纸带展、评展、评2021/8/8 星期日18 在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示 速度速度 ，用横坐标表示，用横坐标表示 时间时间 ，设定合适的刻度，注明单位。，设定合适的刻度，注明单位。根据表中各时刻的速度，将（根据表中各时刻的速度，将（

16、v，t）作为一组坐标在）作为一组坐标在图象中严格按实验数据描点。将点连线后得出的图象图象中严格按实验数据描点。将点连线后得出的图象称为速度称为速度时间图象（时间图象（v-t图象）图象）。v/(ms1).t/s用图象表示速度的变化规律（用图象表示速度的变化规律（重点重点）图像特点：图像特点：直观直观2021/8/8 星期日19n n0 01 12 23 34 45 56 67 7Vm/sVm/s0.050.050.100.100.200.200.300.300.280.280.280.280.460.460.550.550 1 2 3 4 5 6 70.60.50.40.30.20.1t/10-

17、1sv/(ms-1)用图象表示速度用图象表示速度2021/8/8 星期日201.某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是但在纸带上打不上点，其可能原因是()A复写纸放反复写纸放反 B使用了直流电源使用了直流电源C振针过短振针过短 D纸带运动过快纸带运动过快2.打点计时器打点的周期，决定于打点计时器打点的周期，决定于 ()A交流电压的高低交流电压的高低 B.交流电的频交流电的频率率 C永久磁铁的磁性强弱永久磁铁的磁性强弱 D.振针与复写纸间的距离振针与复写纸间的距离3.在在“练习使用打点计时器

18、练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是的实验中，下列操作正确的是 ()A打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点开始打点 再释放小车；再释放小车；B要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。C打点频率为打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为的时间间隔为0.1S。D实验中应使小车速度尽量小些。实验中应使小车速度尽量小些。检检ABCBABC2021/8/8 星期日214.4.一一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的学生

19、在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为不是圆点，而是一些短线，这可能是因为()()A A打点计时器错接在直流电源上；打点计时器错接在直流电源上；B B电源电压不稳定；电源电压不稳定；C C打点计时器使用的电压频率不稳定；打点计时器使用的电压频率不稳定；D D振针到复写纸片的距离太小振针到复写纸片的距离太小解析解析 ：A、打点计时器使用的是交流电源，若打点计时、打点计时器使用的是交流电源，若打点计时器接在直流电源上，打点计时器不打点，故器接在直流电源上，打点计时器不打点，故A错误；错误；B、点痕的轻重和电源电压不稳有关，电源电压不稳、点痕的轻重和电源电压不稳

20、有关，电源电压不稳不会导致短线，故不会导致短线，故B错误错误;C、打点周期为、打点周期为T=1f，因此电源频率不稳，只会影响打，因此电源频率不稳，只会影响打点的时间间隔，不会影响点的形状，不会造成短线，点的时间间隔，不会影响点的形状，不会造成短线，故故C错误；错误；D、振针到复写纸片的距离太小，打点针压得过紧，、振针到复写纸片的距离太小，打点针压得过紧，振针和纸带接触时间过长，可能造成短线，故振针和纸带接触时间过长，可能造成短线，故D正确；正确；故选：故选：D检检D2021/8/8 星期日22 5.5.如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条

21、纸带表示物体做匀速运动表示物体做匀速运动()6 6打点计时器所用的电源是打点计时器所用的电源是50 Hz50 Hz的交流电，其相邻点间的交流电，其相邻点间的时间间隔是的时间间隔是T T，若纸带上共打出，若纸带上共打出N N个点，这条纸带上记录个点，这条纸带上记录的时间为的时间为t t，则下列各式正确的是，则下列各式正确的是()AT0.1s，tNTBT0.05s，t(N1)TCT0.02s，t(N1)TDT0.02s，tNT检检BC2021/8/8 星期日232021/8/8 星期日249、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/12/262022/12/26Monday,December 26,20

22、2210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/2022 1:48:08 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。26 十二月 20222022/12/26202

23、2/12/262022/12/2615、比不了得就不比，得不到的就不要。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、行动出成果，工作出财富。2022/12/262022/12/2626 December 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/262022/12/26Monday,December 26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2

24、022/12/262022/12/262022/12/2612/26/2022 1:48:08 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十二月 2

25、0222022/12/262022/12/262022/12/2615、楚塞三湘接，荆门九派通。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/12/262022/12/2626 December 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/269、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/12/262022/12/26Monday,December 26,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/12/262022/12

26、/262022/12/2612/26/2022 1:48:08 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十二月 20222022/12/262022/12

27、/262022/12/2615、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/12/262022/12/2626 December 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/26MOMODAPOWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉2021/8/8 星期日25