人教版高中物理必修一第一章第四节：实验：用打点计时器测速度 (共39张PPT)

课件39张PPT。用打点计时器测速度如何准确测量运动物体在某时刻的速度？位移尽可能短平均速度打点计时器平均速度？还是瞬时速度？如何尽可能精确地测量瞬时速度？如何同时测量多个时刻物体的速度？需要记录物体的运动情况两种打点计时器电磁打点计时器电火花计时器电磁打点计时器构造：?原理：?原理：振针振动时压迫复写纸将点印于纸上工作电压：10V 以下（交流电）纸带限位孔永久性磁铁接电源线圈振针复写纸振片永久磁铁打点针振动片线圈问题与练习打出的点迹不够清晰的原因可能是（? ? ? ? ? ? ? ?）A. 电源电压偏低
B. 永磁体磁性不足
C. 振针位置过高
D. 复写纸陈旧
E. 振动片不在永磁体的中央ABCDE电磁打点计时器针对以上几种情况，应该怎样调节以使打出的点迹足够清晰?A. 电源电压偏低
B. 永磁体磁性不足
C. 振针位置过高
D. 复写纸陈旧
E. 振动片不在永磁体的中央可适当调高电压,但不得超过10V更换新的永磁体调节振针直到能打出点为止换新的复写纸调节振动片的位置另，以下两种情况也会引起点迹不清晰
①可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置
②可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置构造：原理：电火花打点计时器工作电压：220V（交流电）脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电原理：周期性的火花放电将墨粉纸盘上的墨粉打到纸带上负脉冲输出插座（黑色）墨粉纸盘弹性卡纸带脉冲输出开关正脉冲输出插座（红色）压纸条导电片墨粉纸盘放电针纸带1纸带2压纸条纸盘轴弹性卡尖端放电问题与练习对比电磁打点计时器和电火花计时器，你认为哪一种可能引起较大的误差？为什么？电磁打点计时器引起的误差较大。
因为电磁打点计时器打点的瞬间，会阻碍纸带的运动问题与练习你的左手拿一块表，右手拿一支彩色画笔。你的同伴牵动一条宽约 1cm 的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动。每隔 1s 你用画笔在纸带上点一个点。你还可以练习在 1s 内均匀地点上两个点。这样，就做成了一台简单的“打点计时器”（如图所示）。想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系？牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响？纸带速度越大，相邻两点间的距离越大。纸带速度与相邻两点的时间无关小结振针和纸带接触会影响纸带运动，误差大火花放电不会影响纸带运动，误差小实验误差时间间隔打点方式所用电源电磁打点计时器电火花打点计时器4~6V，50Hz 交流220V，50Hz 交流振针打点电火花打点每隔 0.02s 打一点每隔 0.02s 打一点练习使用打点计时器操作步骤a.固定计时器b.穿纸带c.启动电源，拉纸带，随后立即关电源若电源没有开，而拉动纸带的速度比较大，可能纸带走了很长一段距离，都没有打点，那么纸带上有相当一段距离是空白的。练习使用打点计时器练习使用打点计时器纸带记录了手在拉动纸带过程中的哪些信息呢？①记录了打相邻两点的时间间隔②记录了物体在相应时刻的位置用纸带探究物体的运动纸带上点的疏密与速度与什么样的关系？即点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？点越密表示物体在该段的速度越小相等时间，x1?< x2v1< v2x1x2纸带的处理——测平均速度若要通过纸带来测量物体在某一段时间内的平均速度，那么需要测量的量都有哪些？关系式是什么？需要测量这个过程中的总位移和总时间舍掉开头过于密集的点，从清楚的点开始，每隔一定间隔标记一个计数点纸带的处理——测平均速度T = 4t = 4 × 0.02 s = 0.08 s01234纸带的处理——测平均速度为了计算各段的平均速度，应该如何设计表格？（需测量01、12、23、34、12、24各段的平均速度）01234区间手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度0-11-22-33-40-22-4纸带的处理——测瞬时速度如何测出E点的瞬时速度？Δx 段的平均速度：当Δx 很小很小时，平均速度即为E点的瞬时速度：纸带的处理——测瞬时速度如何测出E点的瞬时速度？DFDFDF纸带的处理——测瞬时速度如图，能否用M N 这段的平均速度来代替A点的瞬时速度呢？M N 两点间的时间间隔未知
实际问题中，无法计算A点的瞬时速度纸带的处理——测瞬时速度这两个结果哪个更接近A点的瞬时速度呢？24距离的测量误差比15距离的误差大，
因此测量出来的速度与真实速度相比有较大的偏差当计算点迹比较密的那些点中某一点的瞬时速度时，我们可以取距离间隔较长一些，这样测量误差相对较小，测量结果更接近真实速度纸带的处理——测瞬时速度测量几个时刻的瞬时速度若要测量计数点 0、1、2、3 这几个点处物体的瞬时速度，那么应该如何确定Δ x?原则：准确性 可行性每5个点记一个计数点，时间间隔T =0.1sΔx0Δx1Δx2Δx30123纸带的处理——测瞬时速度如何设计表格？Δx0Δx1Δx2Δx30123区间手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度0123纸带的处理——测瞬时速度将数据填入表格某次实验得到的11组实验数据速度v/m·s-1间隔/cm时刻t/s00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.00.900.850.811.001.221.131.601.693.154.284.250.220.210.200.250.310.280.400.420.791.071.11纸带的处理——测瞬时速度用打点计时器测量物体速度的方法还能用在什么地方？只能测量单向直线运动的常规物理把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。
（1）如图所示的纸带，哪端与重物相连？
（2）怎样计算纸带上打A点时重物的瞬时速度？说出你的道理。问题与练习（1）纸带左端与重物相连
（2）测出A点与其左右方相邻一点间的距离，记为 这两点间时间Δt=0.04s，所以可以求得这两点间的平均速度 因为?t=0.04s在要求不高的情况下，可以认为是很小的。
所以，A点的速度可以认为等于0.35m/s总结利用纸带研究物体的运动测平均速度测瞬时速度图象处理数据：用平滑曲线连接各点用平均速度近似替代?x选取原则：准确性 可行性试根据下表在图中作出其图象用图像表示速度v(m/s)t/10? ?s-1v(m/s)t/10? ?s-10123450.050.10.20.30.280.280? ?1? ?2? ?3? ?4? ?5? ?6? ?7? ?80.60.50.40.30.20.1v(m/s)t/10? ?s-1需选定合适的单位长度用图像表示速度作图步骤：①以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系②在坐标系中以时刻t和相应的瞬时速度v为坐标描出各个点③用平滑的曲线将各点连接起来这样得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，叫做速度——时间图象或v-t图象? ?常用的作图法还有“据函数关系式作图法”描点法用图像表示速度匀速直线运动的v-t图象图像特点：直观用图像表示速度在图象中，为什么不能用折线（如下图）把各点连起来，以此来表示物体速度随时间的变化情况呢？物体实际运动情境中，速度应该是一个逐渐变化的过程，并不是如折线那样有比较突然的变化问题与练习如图，是甲、乙两个物体运动的v-t图象，至少从以下三个方面分别说明它们的速度是怎样变化的。
（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？
（2）速度的大小是否变化？是加速还是减速？
（3）运动的方向是否变化？（1）甲有一定的初速度，乙的初速度为零
（2）甲的速度不变，乙先做加速运动，? ? ? ? ?再做匀速运动，最后做减速运动
（3）甲、乙的运动方向都不发生变化频闪的历史来源在美国加利福尼亚镇的小酒馆里，有两个人发生了一些争执马在高速奔跑的时候，是否有一瞬间，马的四脚同时腾空他们始终无法说服对方，于是他们请来了驯马师频闪的历史来源但是，由于马跑得实在是太快了，驯马师也无法分辨马儿奔跑时，是四脚腾空还是始终有一只脚着地这位驯马师的一位好朋友，摄影师麦布里奇，得知此事后，经过多次尝试，终于找到了解决这个问题的方法麦布里奇频闪的历史来源马儿奔跑起来后，绊倒细绳，拉动对应的摄像机的快门，于是摄像机便记录下了马儿该时刻的状态24根木桩分别通过细绳连接24个照相机频闪的历史来源马儿四脚腾空频闪的历史来源如果把这些图片放在一个镜头中依次放过，我们会看到运动的情境将一个快的运动以较慢的速度呈现，这样的方法也是今天电影的原型麦布里奇因此被人称为“电影之父”频闪的历史来源后来，人们常借助一个频闪灯，这样可以在同一个照相底片上拍摄出物体在不同时刻的影像方便我们研究物体的运动频闪照相展示细节，有助于更好地研究物体的运动