打点计时器测速度讲义.doc

教师： 杨亮 学生： 日期：2013/ / 星期： 时段：课 题打点计时器测速度学习目标与分析1加速度的定义2． 加速度与速度的区别学习重点加速度的理解学习方法讲解 归纳 总结学习内容与过程教师分析与批改一 复习回顾知识点讲解：一打点计时器1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6_V以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02_s打一个点，通电前把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动．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．如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移．2．电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小．3．用打点计时器测量瞬时速度时是利用了平均速度的公式v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度．4．速度—时间图象(v－t图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象.一、练习使用打点计时器[问题情境]1．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6 V的低压交流电源上．(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点．(4)取下纸带，从能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＝(n－1)×0.02 s.(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx. (6)利用公式v＝计算出纸带在这段时间内的平均速度．2．误差分析：(1)使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．(2)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．(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．3．数据处理：把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D、…作为“计数点”，如图1所示，依次测出O到A、A到B、B到C、…之间的距离x1、x2、x3、….打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D、…各点的瞬时速度分别为：vA＝、vB＝、vC＝、vD＝、….把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.位置ABCDEF(xn＋xn＋1)/mv/(m/s)[问题延伸]在使用打点计时器时，纸带上出现下列情况各是什么原因造成的？应如何调节？(1)打点不清晰(不打点)．(2)打出的是短线，而不是点．答案　现象原因调节的方法打点不清晰1.振针过高2.电压太低，振幅小3.复写纸用得太久1.把振针适当调低2.适当调高电压3.换新的复写纸打的不是点，是短线1.振针过低2.所加电压太高，振幅过大1.把振针适当调高一些2.适当调低电压例1　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变式训练1　如图6所示是一同学利用打点计时器打出的一条纸带，纸带上打出的不是圆点，而是如图所示的一些短线，这可能是因为(　　) 图6A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定C．电源的频率不稳定D．打点针压得过紧例2　如图7所示是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一段纸带，根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度的大小，并判断物体运动的性质．图7变式训练2　如图8所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，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，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8【效果评估】1．接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的先后关系应当是(　　)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2．打点计时器打出的纸带(　　)A．能准确地求出某点的瞬时速度B．只能粗略地求出某点的瞬时速度C．能准确地求出某段时间内的平均速度D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度3.图9为一条纸带打上点后的情况，已知A、B、C、D四个点中，A点最先打出，D点最后打出，由图可知，A→.B阶段纸带做______运动， B→C阶段很接近______运动，C→D阶段则做______运动，A→B、B→C和C→D三个阶段中的平均速度大小依次为______ m/s、______ m/s和______ m/s.已知交流电源的频率为50 Hz.图94．图10是某质点做直线运动的v－t图象，试回答：图10(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？(2)质点在2 s末的速度多大？1．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕的说法正确的是(　　)A．点痕记录了物体运动的时间B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D．点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况2．打点计时器所用的电源是50 Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这条纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是(　　)A．T＝0.1 s，t＝NTB．T＝0.05 s，t＝(N－1)TC．T＝0.02 s，t＝(N－1)TD．T＝0.02 s，t＝NT3．关于打点计时器打在纸带上的点，下列叙述正确的是(　　)A．必须从第一个点开始选取整条纸带B．根据情况选取点迹清晰的部分纸带C．选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02n sD．选取的第一个点记数为1，到第n个点的时间间隔为0.02(n－1) s4．一物体做直线运动的图象如图8所示，则该物体(　　)图8A．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相同B．先做加速运动，后做减速运动，速度方向相反C．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相同D．先做减速运动，后做加速运动，速度方向相反5．如图9所示为一物体做匀变速直线运动的图象．由图象作出的下列判断中正确的是(　　)图9A．物体始终沿正方向运动B．物体先沿负方向运动，在t＝2 s后沿正方向运动C．在t＝2 s前物体位于出发点负方向上，t＝2 s后位于出发点正方向上D．在t＝2 s时，物体距出发点最远题　号1234567答　案6.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，用打点计时器在纸带上打点以记录小车的运动情况．在这一实验中，某同学操作以下实验步骤，其中错误或遗漏的步骤有(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．A．拉住纸带，将小车靠近打点计时器，放开纸带，再接通电源．B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路．C．把一条绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码．D．取下纸带．E．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔．将以上步骤完善后按合理的顺序填写在下面横线上．________________________________________________________________________7．电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，它的工作电压是________ V，当电源的工作频率是50 Hz时，它打点间隔是________ s.一个同学在用电火花计时器研究小车的运动时，打出了一条纸带如图10所示，测出相邻各点间的距离分别为：AB＝1.99 cm，BC＝3.01 cm，CD＝4.00 cm，DE＝4.00 cm，EF＝4.01 cm，FG＝4.98 cm，GH＝6.01 cm，HI＝3.98 cm，由以上数据可知该小车的运动特点是(需说明理由)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________.图108．一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图11所示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米．图11(1)计算0～6点之间的平均速度；(2)打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？。