1.2 课时2 x-t图像 打点计时器的使用 课件(共25张PPT) 2023-2024学年高一物理人教版（2019）必修第一册
文档属性
| 名称 | 1.2 课时2 x-t图像 打点计时器的使用 课件(共25张PPT) 2023-2024学年高一物理人教版（2019）必修第一册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-12-04 15:36:42 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
课时2 x—t图像 打点计时器的使用
第一章 运动的描述
前面学习了时刻和时间间隔，位置和位移、路程，请回忆它们的区别。
1.能够描述直线运动的位移的大小和方向，初步了解位移—时间图像的物理意义。
2.练习使用打点计时器，测量位移和时间。
知识点一：直线运动的位移及位移—时间图像
一辆货车在公路上沿直线行驶，货车的位置和位移如何描述
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则
(1)物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示。
(2)物体的位移Δx=x2-x1,其方向为沿x轴负向。
若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;
若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
1.直线运动的位移
2.位移—时间图像
(1)x-t图像的建立
平面直角坐标系中，
横轴：时间，单位s（秒）
纵轴：位移，单位m（米）
这种图像叫位移——时间图像，
简称位移图像。
①由x-t图像可知物体各时刻所处位置及物体发生一段位移所需时间
②x-t图像只能用来描述直线运动
x-t图像中,表示位移的x轴是一条方向固定的直线
③x-t图像不是物体运动的轨迹
表示的是位移随时间t变化的情况
④纵轴表示物体的初始位置（x1、x2)
⑤交点表示相遇（点B）
(2)根据x-t图像分析物体的运动
⑥水平直线表示物体静止(甲线)
⑦倾斜直线表示物体做匀速直线运动(乙线正向，戊线负向)
斜率表示速度，
斜率的大小表示速度的大小，
斜率的正负表示物体的运动方向。
⑧丙表示物体做加速直线运动，丁表示物体做减速直线运动
x-t图像上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小（陡大缓小）
x-t图像上某点切线斜率的正负表示物体速度的方向
甲
丙
丁
乙
戊
A、末质点位移为0，前内位移为负，后内位移为正，故末质点运动方向改变
B、末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C、质点做匀速直线运动，速度大小为，方向与规定的正方向相同
D、质点在时间内的位移大小为，位移的方向与规定的正方向相同
C D
练一练
1、（多选）质点沿直线运动，其x-t图象如图，关于质点的运动，下列正确的是（ ）
A．甲乙同时出发
B．乙比甲先出发
C．甲开始运动时，乙在甲前面处
D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙
A C D
2、（多选）甲、乙两物体在同一直线上运动的图象，如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图象可以看出（ ）
1.测量仪器：打点计时器
知识点二：位置和时间的测量
2.打点计时器—电磁打点计时器
(1)、构造：
线圈
振片
复写纸
振针
永久磁铁
限位孔
接线柱
定位轴
(3)使用电压：约8v交流电；
(2)原理
3.打点计时器—电火花打点计时器
（1）构造：
（2）原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电
（3）工作电压 交流220V
4.打点计时器的比较
电磁打点计时器 电火花计时器
原理
电源
打点周期
优缺点
电磁作用下振针振动打点
脉冲电流经放电针、
墨粉纸盘放电打点。
约8V交流电源
220V交流电源
0.02s（频率：50HZ）
振针和纸带间的摩擦以及限位孔和
纸带间的摩擦，系统误差较大
阻力极小,
系统误差较小
5.打点计时器—作用
(1)测时间t：电源频率50Hz，每隔0.02秒打一个点；
(2)测某段时间的位移 x；（利用刻度尺）
(3)分析纸带 → 研究物体运动。
6.打点计时器—使用
(1)将打点计时器固定在长木板的一端，如图。
(3)先接通电源，待振针工作稳定后，再拉动纸带，纸带上打出一行清晰点迹，随后立即关闭电源；
(2)将打点计时器接到学生电源8v交流电压档，让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；
（4）取下纸带，从能看得清的某个点(取为计时起点O)开始数起，数每隔n个计时点取一个计数点，如有n个点，则两个计数点时间△t=0.02（n+1）s；
打出的所有点迹
（5）测量出相邻计数点(中间隔4个计时点)间的距离。
0
1
2
3
4
人为选取的点迹
视频：练习使用打点计时器
7.实验表格设计如下：
表1 纸带在几段时间中的位移和平均速度
0 1 2 3 4
计数点位置xn / m 0
位移xn －xn－1 /m
时间△t/s
平均速度v/(m/s)
8.某次实验纸带，每隔4个计时点取一个计数点。
测量出相邻计数点间位移与时间，并计算平均速度填入下表。
0
1
2
3
4
0 1 2 3 4
计数点位置xn / m 0
位移△ x=xn－xn－1 /m
时间△t/s
平均速度V= △x/△t (m/s)
0.0090
0.0255
0.0495
0.0810
0.0090
0.0165
0.0240
0.0415
0.10
0.10
0.10
0.10
0.090
0.165
0.240
0.415
9.打点计时器—注意事项
(1)使用打点计时器时，先接通电源，再拉动纸带，次序能否颠倒？颠倒后会造成什么样的结果？
(2)使用打点计时器之前没有检查振针，振针距复写纸的距离过高，在使用该计时器时可能会造成什么样的结果？若振针距复写纸的距离过低，在使用该计时器时可能会造成什么样的结果？
(3)使用打点计时器时，使用的电压过低，会造成什么样的结果？使用的电压过高，会造成什么样的结果？
(4) 若使用交流电的频率并不是50HZ而是60HZ，使用人却不知道，会造成什么样的结果？
浪费纸带，有效长度短
无点迹 直线
点迹模糊 短线或双点
速度的测量值小于真实值
1.通过打点计时器得到的一条纸带,下列判断正确的是( )
A.点密集的地方物体运动的速度比较大
B.点密集的地方物体运动的速度比较小
C.点不均匀说明物体在相等时间内发生的位移不相等
D.打出下面的纸带说明电压过低
BC
练一练
2. 如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，AB之间的距离S1=_____cm，AC之间的距离S2=_____cm，AD之间的距离S3=______cm，纸带在A、C间的平均速度为VAC=______m/s，在A、D间的平均速度为VAD=______m/s。如果上题电源的实际频率只有40Hz，则VAC、 VAD是_____(偏大﹑偏小﹑不变）。（计算结果保留三位有效数字）
0.45
1.43
2.51
0.358
0.418
偏大
一、直线运动的位移及x—t图像
二、位置和时间的测量
x-t图像的绘制和分析
1.测量的仪器：打点计时器
直线运动的位移
2.仪器的使用原理及结构
3.利用打点计时器测量位移和时间的步骤
4.实验数据的处理及分析
5.打点计时器使用的注意事项
课时2 x—t图像 打点计时器的使用
第一章 运动的描述
前面学习了时刻和时间间隔，位置和位移、路程，请回忆它们的区别。
1.能够描述直线运动的位移的大小和方向，初步了解位移—时间图像的物理意义。
2.练习使用打点计时器，测量位移和时间。
知识点一：直线运动的位移及位移—时间图像
一辆货车在公路上沿直线行驶，货车的位置和位移如何描述
研究直线运动时,在物体运动的直线上建立x轴,如图所示,物体由A点沿直线运动到B点,则
(1)物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示。
(2)物体的位移Δx=x2-x1,其方向为沿x轴负向。
若Δx>0,则位移的方向指向x轴的正方向;
若Δx<0,则位移的方向指向x轴的负方向。
1.直线运动的位移
2.位移—时间图像
(1)x-t图像的建立
平面直角坐标系中，
横轴：时间，单位s（秒）
纵轴：位移，单位m（米）
这种图像叫位移——时间图像，
简称位移图像。
①由x-t图像可知物体各时刻所处位置及物体发生一段位移所需时间
②x-t图像只能用来描述直线运动
x-t图像中,表示位移的x轴是一条方向固定的直线
③x-t图像不是物体运动的轨迹
表示的是位移随时间t变化的情况
④纵轴表示物体的初始位置（x1、x2)
⑤交点表示相遇（点B）
(2)根据x-t图像分析物体的运动
⑥水平直线表示物体静止(甲线)
⑦倾斜直线表示物体做匀速直线运动(乙线正向，戊线负向)
斜率表示速度，
斜率的大小表示速度的大小，
斜率的正负表示物体的运动方向。
⑧丙表示物体做加速直线运动，丁表示物体做减速直线运动
x-t图像上某点切线斜率的大小表示物体速度的大小（陡大缓小）
x-t图像上某点切线斜率的正负表示物体速度的方向
甲
丙
丁
乙
戊
A、末质点位移为0，前内位移为负，后内位移为正，故末质点运动方向改变
B、末质点的位移为零，该时刻质点的速度为零
C、质点做匀速直线运动，速度大小为，方向与规定的正方向相同
D、质点在时间内的位移大小为，位移的方向与规定的正方向相同
C D
练一练
1、（多选）质点沿直线运动，其x-t图象如图，关于质点的运动，下列正确的是（ ）
A．甲乙同时出发
B．乙比甲先出发
C．甲开始运动时，乙在甲前面处
D．甲在中途停了一会儿，但最后还是追上了乙
A C D
2、（多选）甲、乙两物体在同一直线上运动的图象，如图所示，以甲的出发点为原点，出发时刻为计时起点，则从图象可以看出（ ）
1.测量仪器：打点计时器
知识点二：位置和时间的测量
2.打点计时器—电磁打点计时器
(1)、构造：
线圈
振片
复写纸
振针
永久磁铁
限位孔
接线柱
定位轴
(3)使用电压：约8v交流电；
(2)原理
3.打点计时器—电火花打点计时器
（1）构造：
（2）原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电
（3）工作电压 交流220V
4.打点计时器的比较
电磁打点计时器 电火花计时器
原理
电源
打点周期
优缺点
电磁作用下振针振动打点
脉冲电流经放电针、
墨粉纸盘放电打点。
约8V交流电源
220V交流电源
0.02s（频率：50HZ）
振针和纸带间的摩擦以及限位孔和
纸带间的摩擦，系统误差较大
阻力极小,
系统误差较小
5.打点计时器—作用
(1)测时间t：电源频率50Hz，每隔0.02秒打一个点；
(2)测某段时间的位移 x；（利用刻度尺）
(3)分析纸带 → 研究物体运动。
6.打点计时器—使用
(1)将打点计时器固定在长木板的一端，如图。
(3)先接通电源，待振针工作稳定后，再拉动纸带，纸带上打出一行清晰点迹，随后立即关闭电源；
(2)将打点计时器接到学生电源8v交流电压档，让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面；
（4）取下纸带，从能看得清的某个点(取为计时起点O)开始数起，数每隔n个计时点取一个计数点，如有n个点，则两个计数点时间△t=0.02（n+1）s；
打出的所有点迹
（5）测量出相邻计数点(中间隔4个计时点)间的距离。
0
1
2
3
4
人为选取的点迹
视频：练习使用打点计时器
7.实验表格设计如下：
表1 纸带在几段时间中的位移和平均速度
0 1 2 3 4
计数点位置xn / m 0
位移xn －xn－1 /m
时间△t/s
平均速度v/(m/s)
8.某次实验纸带，每隔4个计时点取一个计数点。
测量出相邻计数点间位移与时间，并计算平均速度填入下表。
0
1
2
3
4
0 1 2 3 4
计数点位置xn / m 0
位移△ x=xn－xn－1 /m
时间△t/s
平均速度V= △x/△t (m/s)
0.0090
0.0255
0.0495
0.0810
0.0090
0.0165
0.0240
0.0415
0.10
0.10
0.10
0.10
0.090
0.165
0.240
0.415
9.打点计时器—注意事项
(1)使用打点计时器时，先接通电源，再拉动纸带，次序能否颠倒？颠倒后会造成什么样的结果？
(2)使用打点计时器之前没有检查振针，振针距复写纸的距离过高，在使用该计时器时可能会造成什么样的结果？若振针距复写纸的距离过低，在使用该计时器时可能会造成什么样的结果？
(3)使用打点计时器时，使用的电压过低，会造成什么样的结果？使用的电压过高，会造成什么样的结果？
(4) 若使用交流电的频率并不是50HZ而是60HZ，使用人却不知道，会造成什么样的结果？
浪费纸带，有效长度短
无点迹 直线
点迹模糊 短线或双点
速度的测量值小于真实值
1.通过打点计时器得到的一条纸带,下列判断正确的是( )
A.点密集的地方物体运动的速度比较大
B.点密集的地方物体运动的速度比较小
C.点不均匀说明物体在相等时间内发生的位移不相等
D.打出下面的纸带说明电压过低
BC
练一练
2. 如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，AB之间的距离S1=_____cm，AC之间的距离S2=_____cm，AD之间的距离S3=______cm，纸带在A、C间的平均速度为VAC=______m/s，在A、D间的平均速度为VAD=______m/s。如果上题电源的实际频率只有40Hz，则VAC、 VAD是_____(偏大﹑偏小﹑不变）。（计算结果保留三位有效数字）
0.45
1.43
2.51
0.358
0.418
偏大
一、直线运动的位移及x—t图像
二、位置和时间的测量
x-t图像的绘制和分析
1.测量的仪器：打点计时器
直线运动的位移
2.仪器的使用原理及结构
3.利用打点计时器测量位移和时间的步骤
4.实验数据的处理及分析
5.打点计时器使用的注意事项