人教版物理必修1同步教学课件：第1章 4实验：用打点计时器测速度(27张PPT)

课件27张PPT。4　实验：用打点计时器测速度第一章　运动的描述学习目标知识探究典例精析达标检测1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理.
2.学会使用打点计时器.
3.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.
4.理解速度随时间变化的图象的意义，掌握描点法画图象的方法，并能根据图象分析物体的运动.一、了解打点计时器1.打点计时器的作用及分类
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 .这就为研究物体的运动提供了可能，供高中学生实验用的打点计时器有电磁打点计时器和 计时器两种.知识探究交流0.02 s位移电火花答案2.电磁打点计时器(如图1所示)图1(1)工作电压： 以下的交流电源；
(2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下， 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.6 V振片振针答案3.电火花计时器(如图2所示)(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.220图2答案4.两种计时器误差比较
计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小.电火花答案二、练习使用打点计时器1.把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带.
2.把打点计时器的两个接线柱接到 电源上(电磁打点计时器接6 V以下低压交流电，电火花计时器接220 V交流电).
3.先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源.
4.取下纸带，从能够看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝ .交流(n－1)×0.02 s答案5.用刻度尺测量出从开始计数的点到最后一个计数点间的距离Δx.三、用打点计时器测量瞬时速度1.既然打点计时器打出的纸带既记录了物体的运动时间，又记录了这段时间内物体的位移，那我们能不能借助打点计时器和纸带测量物体运动的平均速度呢？能不能测量物体运动的瞬时速度呢？答案2.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，用毫米刻度尺测量如图3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.图3解析答案返回解析　由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s.A、C间的距离为14 mm＝0.014 m，A、D间的距离为25 mm＝0.025 m.B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案　0.35　0.42　0.35返回例1　使用打点计时器时应注意(　　)
A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的上面
B.使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
C.使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D.打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源一、打点计时器的应用原理及操作典例精析归纳总结解析答案归纳总结解析　电磁打点计时器使用复写纸，电火花计时器不用复写纸，故A错；
实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故B正确；
为减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C正确；
打点计时器不能长时间连续工作，故D正确.
答案　BCD归纳总结使用打点计时器的注意事项
(1)使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带.
(2)打点前应使物体停在靠近打点计时器的位置.
(3)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源.
(4)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位.针对训练1　(多选)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　打点计时器每隔一定的时间打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状.ABD解析答案例2　在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图4所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一个计数点，试根据纸带求解以下问题：二、瞬时速度的计算和速度图象的画法图4(1)纸带的哪一端与物体相连？
(2)相邻计数点间的时间间隔是多少？解析　由物体的初速度为零，
可判断纸带左端与物体相连.
答案　左端
解析　由交流电源频率为50 Hz知，相邻计时点间的时间间隔为0.02 s，每5个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1 s.
答案　0.1 s　解析答案图4(3)BD段对应的平均速度是多大？
(4)打C点时瞬时速度的大小？解析　由纸带可知xBD＝(49.60－12.38) cm＝0.3722 m. tBD＝2Δt＝0.2 s解析　C点瞬时速度近似等于BD段的平均速度，故vC＝1.861 m/s.
答案　1.861 m/s答案　1.861 m/s 总结提升解析答案图4总结提升(1)对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位.针对训练2　除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移.如图5所示是采用每秒闪光10次的相机拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s，这样便记录了小球运动的时间，而小球运动的位移可以用尺子量出.图5根据小球的频闪照片提供的信息在图6中作出小球的v－t图象，并由图象确定第一次曝光时小球的速度.图6解析答案返回解析　可以求出第2、3、4、5次曝光时小球的速度.小球的v－t图象为直线(如图所示)，延长图线可知第一次曝光时小球的速度v1＝0.40 m/s.答案　v－t图象见解析图　0.40 m/s返回1.练习使用打点计时器时，接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的先后顺序是(　　)
A.先释放纸带，后接通电源 B.先接通电源，后释放纸带
C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以达标检测123解析答案解析　开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，如果先放开纸带，再接通打点计时器的电源，会导致物体运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，A、C、D错误；B正确.B2.你左手拿一块表，右手拿一支笔，当你的合作伙伴沿直线拉动一条纸带，使纸带在你的笔下向前移动时，每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，这就做成了一台“打点计时器”.如果在纸带上点下了10个点，则在打下的这些点的过程中，纸带的运动时间是(　　)
A.1 s B.9 s C.10 s D.11 s123B解析　每隔1 s用笔在纸带上点下一个点，如果在纸带上点下了10个点，也就有9个时间间隔，所以纸带的运动时间是9 s.故选B.解析答案3.如图7所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02 s打一点，图中O点为第一个计数点，A、B、C、D为相邻的计数点，每相邻计数点间还有一个点未画出.根据图中标出的数据，打A、D两点时间内纸带的平均速度是 ，打B点时纸带的瞬时速度是 ，你能算出打O、D两点时间内纸带的平均速度吗？为什么？123图7解析答案返回解析　根据平均速度和瞬时速度的定义式求解.123当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，无法算出OD段的平均速度，因为不知道O、D间有多少个点，因而不知道OD段的时间间隔.答案　2.312 5 m/s　2.125 0 m/s　不能　不知道OD段的时间间隔返回