教科版高一物理必修1第一章-1.3.2-用打点计时器测量平均速度(共30张PPT)

(共30张PPT)
§1-3-2
用打点计时器测速度
思考与
讨论
我国作为世界四大文明古国之一，计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？
思考与讨论
在实验室是怎样测速度的？
1.了解打点计时器的构造、原理及使用方法。
2.理解利用纸带测量速度的原理，会用打点计时
器测量瞬时速度。（重点）
3.能运用实验数据描绘v-t图像，并会根据图像
描述物体的运动情况。（难点）
思考与讨论
一、电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种能按照相同的时间间隔，在纸带上连续打点的计时器。
电磁打点计时器是测量哪个物理量的仪器？
一：电磁打点计时器
一：电磁打点计时器
永久磁铁
限位孔
纸带
线圈
振针
振片
复写纸
定位轴
压纸框架
电磁打点计时器的组成部分
二：电火花计时器
二、电火花计时器
电火花计时器和电磁打点计时器有什么区别？
二：电火花计时器
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：220V交流电
电火花计时器
尖端放电
二：电火花计时器
电火花计时器
电磁打点计时器
结构图示
工作电压
220V交流电
6V以下交流电
打点方式
周期性产生电火花
振针周期性上下振动
打点周期
0.02s
0.02s
记录信息
位移、时间
两种打点计时器的比较：
小组讨论
1.电磁打点计时器和电火花计时器工作原理一样吗？
三、实验步骤
1.把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。
2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V的低压交流电源上。
3.接通电源,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,在纸带上打下一系列点。
三、实验步骤
4.重复步骤2和3，获取3-5条合适的纸带
5.关闭电源,选取合适的纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始点O,以后每隔相等时间取一个计数点,分别标上A、B、C、D…如图所示,依次测出O到A、B、C、D…的距离,然后计算出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…
三、实验步骤
1.使用打点计时器时,先接通电源还是先释放纸带?
答案：使用打点计时器时应先接通电源,待打点计时器打点稳定后再释放纸带。
2.纸带上的点迹直接记录了哪些信息?
答案：纸带上的点迹直接记录了运动物体在不同时刻的位置和不同时间内的位移及运动时间。
三、实验步骤
3.在数据处理时,一定要选相邻的点为计数点吗?
答案：不一定。打点计时器的打点周期为0.02s,时间较短,相邻两点的距离也较小,这样在测量和计算时都会带来比较大的误差,为了减小误差,往往是每隔4个点取一个计数点，时间间隔就是0.1s。
三、实验步骤
4.测量各计数点间的位移时,应一次测量出各计数点到起始计数点的距离,还是分段测量各段距离?
提示：测量各计数点间的位移时,应一次测量出各计数点到起始计数点的距离,而不应分段测量,原因是分段测量的误差较大。
三、实验步骤
1.（多选）对打点计时器打出的纸带上的点迹说法正确
的是(
)
A.点迹记录了物体运动的时间
B.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
C.点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小
D.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
ABD
解题关键：物体拖动纸带运动，纸带上两点间的长度等于物体的位移大小，两点间的间隔数记录了物体的运动时间。
三、实验步骤
2．电磁打点计时器是一种使用_________(选填“交流”
或“直流”)电源的________仪器，它的工作电压是
_____V。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一
次点。
3．打点计时器振针打点的周期，决定于(
)
A．交流电压的高低
B．交流电的频率
C．永久磁铁的磁性强弱
D．振针与复写纸的距离
交流
计时
4～6
0.02
B
四、数据处理
Δt
=?
Δx
=?
点的疏密与速度大小有什么关系？
(1)若要求平均速度，
需测量的量有哪些？
利用纸带求平均速度
所选取的两点间的位移Δx和时间Δt
(2)关系式是什么？
平均速度v
=
四、数据处理
D
F
思想方法:怎么测瞬时速度？
用某段时间内的平均速度来粗略地代替这段时间内的某点的瞬时速度。
vE
=
vDF
=
△x
△t
D
F
所取的时间间隔越小越精确还是时间间隔越大越精确？
五、用图像表示速度
(1)特点：直观
(2)常用作图法：描点作图
(3)作图步骤：建系
描点
连线
少了
什么？
五、用图像表示速度
1.三线交点代表了什么？
2.谁先开始运动？
3.丙是什么运动？
4.纵截距代表了什么？
六、典型例题
Δt
/s
Δx
/cm
3
2
1
0
位置
手拉纸带在几个时刻的瞬时速度
v/m·s-1
0.85
均为0.08s
1.41
1.79
2.29
0
1
2
3
0.11
0.18
0.22
0.29
1.求出纸带上各点对应的瞬时速度
六、典型例题
2.绘制纸带运动的速度—时间图像
位置编号
1
2
3
4
5
t/s
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
v/m·s-1
1.53
1.61
1.34
1.82
1.42
六、典型例题
互动探究：根据得到的速度-时间图像，你能知道物体做什么运动吗？是直线运动还是曲线运动？图线是物体的运动轨迹吗？
提示：因为该题限定了纸带的运动，也就是物体做直线运动，速度先变大后变小，再变大然后变小，速度始终为正说明方向没变，图线不是轨迹。
七、知识小结
电磁打点计时器
电火花计时器
原理
思想
两种计时器
用打点计时器测量瞬时速度
用图像表示速度
八、随堂演练
1.（多选）若打点计时器采用50Hz的交流电供电，关于计数点间的时间，下列说法正确的是（
）
A.纸带上5个连续点间运动的总时间为0.02×4s=0.08s
B.纸带上5个连续点间运动的总时间为0.02×5s=0.1s
C.选取的第一个点为计数点1，到第n个点间运动的总时间为0.02ns
D.选取的第一个点为计数点1，到第n个点间运动的总时间为0.02（n-1）s
AD
八、随堂演练
2.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不
是圆点，而是一些短线，这可能是因为（
）
A.打点计时器错接在直流电源上
B.电源电压不稳定
C.电源频率不稳定
D.振针压得过紧
D
八、随堂演练
3.接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻的关系应当是（
）
A.先接通电源，后释放纸带
B.先释放纸带，后接通电源
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
A
八、随堂演练
4.如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到０的距离如图所示，求出各计数点的瞬时速度并画出速度—时间图像。
解题关键：
1.相邻两点间的时间不是0.02s。
2.先求出各点的速度,然后描点。
3.用平滑曲线连接各点。
八、随堂演练
答案:
v1=0.195m/s
v2=0.40m/s
v3=0.61
m/s
v4=0.69
m/s
v5=0.70
m/s