1.4 测量直线运动物体的瞬时速度—【新教材】粤教版（2019）高中物理必修第一册课件

(共20张PPT)
粤教版
必修第一册
第一章
运动的描述
1.4测量直线运动物体的瞬时速度
如果你看到窗外飞舞的蝴蝶,你能测定它的速度吗?这可能比较难。但如果测定做直线运动的物体的速度,就相对容易一些，可以借助打点计时器来测定。你知道打点计时器怎样使用吗?
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一、打点计时器
（1）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）。
（2）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。
1、了解打点计时器.
一、打点计时器
1.电磁打点计时器
（1）构造：?
（2）工作电压：
4
V~6
V的交流电源
永久磁铁
打点针
振动片
线圈
（3）工作原理
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.
一、打点计时器
2.电火花打点计时器
（1）构造：?
（2）工作电压：
220V的交流电源
（3）工作原理
利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器。给电火花打点计时器接220V电源，计时器发出的脉冲电流，接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期0.02s。
电磁打点计时器
电火花打点计时器
电源
原理
阻力来源
打点时间间隔
精确程度
4~6V低压交流电源
220V交流电源
电源频率为50Hz时，打点时间间隔为0.02s，即打点时间间隔为电源频率的倒数
电磁感应
脉冲放电
纸带与限位孔、复写纸的摩擦；振针与纸带打点接触时的摩擦
纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦
电火花打点计时器阻力较小，因此比电磁打点计时器更精确
两种计时器的对比
　　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？
请你思考：
1．为什么打点计时器不能使用直流电源？
(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6
V的低压交流电源上。
二、练习使用打点计时器
1、实验步骤：
二、练习使用打点计时器
1、实验步骤：
二、练习使用打点计时器
思
考1
纸带记录了手在拉动纸带过程中的哪些信息呢？
1.任意两计时点间的时间间隔
2.任意两计时点间的距离
3.根据计时点之间距离的变化判断物体运动的性质
计时点
?s
?t
?t
0
1
2
3
计时点
计数点
区分计时点和计数点：
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?<
x2
v1<
v2
x1
x2
二、练习使用打点计时器
思
考
2
2、数据处理——测平均速度
思
考
3
如图，如何计算纸带上A、B两点之间的平均速度？
?s
A
B
?x
?t
?t
①根据A、B之间计时点或计数点的个数，确定A、B之间总的时间间隔?t
②用刻度尺测量出A、B之间的距离?x
③根据平均速度公式可得：
3、数据的处理——测瞬时速度
思
考
4
如何测出E点的瞬时速度？
测量原理：
　　测量某一位置的瞬时速度，可以取包含这一位置在内的一小段位移△x（一般在该点两侧各取一点），测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度粗略代替纸带经过该位置时的瞬时速度。
极限法
v=?x/?t
位移尽可能缩短
时间尽可能缩小
M
N
测量A、B、C、D这四个时刻的瞬时速度
练一练：
3、数据的处理——测瞬时速度
如图，能否用M
N
这段的平均速度来代替E点的瞬时速度呢？
M
N
两点间的时间间隔未知，所以实际问题中，无法计算A点的瞬时速度
思
考
5
M
N
3、数据的处理——测瞬时速度
思
考
6
下面这两个结果哪个更接近3这一点的瞬时速度呢？
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
3、数据的处理——测瞬时速度
4、实验注意事项：
①
打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点；
②
使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带；
③
释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置；
④
手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。