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四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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新课标要求
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.能利用打出的纸带测定某段时间内的平均速度。
4.掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。并利用测出的速度,画出v-t图象,通过图象来分析物体的运动情况.
5.掌握建立图像的一般规律,了解用图像研究物理问题的方法。
6.培养学生养成良好的实验习惯和实验态度;培养学生尊重原始测量数据这一实事求是的科学态度.
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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一.了解打点计时器.
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，它每隔0.02s打一个点（由于电源频率是50Hz）。
纸带上的点表示了相应运动物体在不同时刻的位置，研究纸带上所打点的间隔，就可以了解物体运动的情况。
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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1.电磁打点计时器
图示是电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号及名称．
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第一章 运动的描述
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振片
振针
接线柱
线圈
永久磁铁
限位孔
纸带
定位轴
复写纸
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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当给电磁打点计时器通电后，线圈产生磁场，放在线圈中的振片被磁化，由于线圈通的是交变电流，电流方向不断变化，振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来．当交变电流的频率是50 Hz时，电磁打点计时器的振针每0.02 s打下一个点.
N
S
N
S
S
N
S
N
S
N
N
S
S
N
N
S
S
N
N
S
S
N
N
S
S
N
N
S
N
S
～
电磁打点计时器的原理
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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2.电火花计时器
图示是电火花计时器的构造图．图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称见图．
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显示出点迹的计时仪器.当电源的频率是50Hz 时,它的脉冲放电周期也是0.02s，即每隔0.02s 打下一个点．
请你思考：
1．为什么打点计时器不能使用直流电源？
2．假设交流电源的频率不是50Hz，而是60 Hz，打点计时器还是每隔0.02 s打一个点吗？这时它将每隔多长时间打下一个点？
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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二.打点计时器的使用
1．电磁打点计时器的使用
(1)用限位孔限定纸带，复写纸压在纸带的上面．通电，振片带动振针打点．若纸带运动，其上就会留下一行小点．
(2)如由物体带动纸带运动，物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离，运动时间可由该距离上点痕的数目计算．
穿孔 压复 通电 打点
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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2．电火花计时器的使用
(1)使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．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．
(2)这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也比较小．
套轴 穿孔 通电 按脉 打点
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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三.练习使用打点计时器
1.了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项，把打点计时器固定好。
2.按照说明连接使用仪器并把纸带装好。
3.启动电源，用手水平地拉纸带，纸带上就打出一 行小点。随后立即关闭电源。
4.取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计数点，注意计数点间的时间间隔。
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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5.用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离.把测量数据填入自己设计的表格中.
2.50
5.49
8.99
13.01
单位 cm
O A B C D
表1 纸带在几段时间中的位移和平均速度
OA AB BC CD DE EF
Δx/cm
v/m.s-1
2.50
0.42
2.99
3.50
4.02
0.50
0.58
0.67
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第一章 运动的描述
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四.用打点计时器测量瞬时速度
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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表2.纸带在几段时间中的平均速度
0 1 2 3 4 5 6 7
7.40 9.45 11.40 13.47 15.65 17.65 19.60 20.03
0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
0.370 0.473 0.570 0.674 0.783 0.883 0.980 1.00
V
0.370 0.473 0.570 0.674 0.783 0.883 0.980 1.00
0
1 2 3 4 5 6 7
t/×0.2s
v/(m·s-1)
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
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第一章 运动的描述
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五.用图象表示速度
在表格中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想形象的了解纸带的速度变化规律我们还要借助于v-t图象。
t/s
v/(m·s-1)
0
t/s
v/(m·s-1)
0
用平滑曲线拟合坐标系中的点
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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v-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.
t
O
V
t
O
V
t
O
V
t
O
V
匀速直线运动
匀加速直线运动
匀减速直线运动
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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一、纸带的处理方法
例1 打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m/s，在A、D间的平均速度为________m/s，B点的瞬时速度更接近于________m/s.(保留两位有效数字)
0.35
0.35
0.42
1.40
2.50
四、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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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、实验：用打点计时器测速度
第一章 运动的描述
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三、v－t图象的应用
例3 如图是甲、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5 m/s的速度与甲物体同向运动
C．物体乙在最初3 s内的位移是10 m
D．物体乙在最初3 s内的路程是10 m
BD1.4实验：用打点计时器测速度
1.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( )
A．打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为50Hz；
B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面；
C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源；
D．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。
2．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（ ）
A．物体运动的时间； B．物体在不同时刻的位置；
C．物体在不同时刻的速度；D．物体在不同时间内的位移。
3．手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则（ ）
A．手运动的平均速度为0.03m/s B．手运动的平均速度为1.5m/s
C．手运动的平均速度为1.8m/s D．手运动的平均速度为180m/s
4．在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是
A．交流电源的电压不稳定 B．交流电源的频率不稳定
C．巳永久磁铁的磁性太弱 D．振片的固有频率与交流电源的频率有偏差
5．根据打点计时器打好的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）
A．时刻 B．时间 C位置 D．位移 E．平均速度
6．根据打点计时器打好的纸带，通过适当的计算可以得到的物理量是（ ）
A．时刻 B．时间 C位置 D．位移 E．平均速度
7．打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点。 （ ）
A．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
8．某同学用电磁打点计时器做实验时，在纸带上留下的不是圆点，而是一列短线，这可能是因为 ( )
A．打点计时器错接在直流电源上；B．电源频率不稳定；
C．打点的振针压得过紧； D．打点的振针压得过松。
9．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压 电源的两个接线柱上。
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过 ，并压在 下面。
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离。
D．切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间 。
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。
F．利用公式计算纸带运动的平均速度。
实验步骤的合理顺序是
10．使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？
（1）错接在直流电源上，影响是
（2）电源频率不稳，影响是
（3）打点针压得太紧，影响是
（4）电源电压不稳，影响是
（5）振针过长，影响是
11．美国著名短跑运动员卡尔·刘易斯曾以9.86s跑完100m．在这次赛跑中，从起跑点算起每10m所用时间分别是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s，最后20m用了1.74s．从这组数据可以算出，他跑完100m的平均速度是______m/s，平均速度最小的是第______个10m，平均速度最大的是第________个10m。
12．如图所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的右端后通过打点计时器．从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是 。若所用电源频率为50Hz，从打下A点到打下D点，共13点，历时 s，位移为 m，这段时间内纸带运动的平均速度是 m/s．BD段的平均速度是 m/s。
13．电火花打点计时器使用交流 V电源工作，它是利用 在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器．工作电源频率是50Hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60Hz，仍按50Hz的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 （填“偏大”或“偏小”）。
14．某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图所示的纸带，纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示．根据图上数据，可判断小车做 运动，小车经过B点时的速度是____ ___cm/s，小车经过D点时的速度是_______cm/s(相邻计数点间的时间间隔为0.1s)
15．如图是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一条纸带．根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质．
A
B
C
D
E
O
0
10
20
30
40
cm
A
B
1.20
C
D
E
1.90
cm
2.40
2.38
