精品高一物理必修一14实验用打点计时器测速度课件.ppt

1.4实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度指出指出电磁打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是什电磁打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是什么？请在图中分别指出么？请在图中分别指出.一、自主探究：两种打点计时器观察电磁打点计时器并自主阅读课本观察电磁打点计时器并自主阅读课本19-20页相关内容，页相关内容，明确它的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法明确它的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法  ⑴⑴电磁打点计时器：它是一种记录运动物体在一定时间间隔电磁打点计时器：它是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器当接通内位移的仪器当接通6 V以下以下低压交流低压交流电源时，圈和永久电源时，圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针振针就跟就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为一系列点，当交流电源频率为50 Hz时，它每隔时，它每隔0.02 s打一点，即打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02 s。

 ⑵⑵电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小点而显电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小点而显示点迹的计时仪器当接通示点迹的计时仪器当接通220 V交流交流电源，按下脉冲输出开关电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，极的纸盘轴，产生产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹当电源频率为迹当电源频率为50 Hz时，它也是每隔时，它也是每隔0.02 s打一次点，即打出打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02 s＜交流与讨论＞n电磁打点计时器能否使用直流电源，为什么？电磁打点计时器能否使用直流电源，为什么？n开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？有什么好处？1．两种打点计时器相比，有什么异同？．两种打点计时器相比，有什么异同？＜交流与讨论＞2．两种打点计时器相比，哪个更好些？为什么？．两种打点计时器相比，哪个更好些？为什么？电火花计时器可能会更好些，因为：电火花计时器可能会更好些，因为：电火花计时器可能会更好些，因为：电火花计时器可能会更好些，因为：(1)(1)电电电电磁磁磁磁打打打打点点点点计计计计时时时时器器器器打打打打点点点点时时时时振振振振针针针针和和和和纸纸纸纸带带带带间间间间的的的的摩摩摩摩擦擦擦擦较较较较大大大大．．．．而而而而电电电电火火火火花花花花计计计计时时时时器器器器使使使使用用用用中中中中运运运运动动动动阻阻阻阻力力力力极极极极小小小小，，，，这这这这种种种种极极极极小小小小阻阻阻阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的. .(2)(2)电电电电火火火火花花花花打打打打点点点点计计计计时时时时器器器器的的的的记记记记时时时时精精精精度度度度也也也也远远远远优优优优于于于于电电电电磁磁磁磁打打打打点点点点计时器，同时它的操作简易，学生使用安全可靠．计时器，同时它的操作简易，学生使用安全可靠．计时器，同时它的操作简易，学生使用安全可靠．计时器，同时它的操作简易，学生使用安全可靠．n相同点：打点周期都是相同点：打点周期都是0.02s；都使用交流电源；；都使用交流电源； 都记录了物体运动的时间和位移；都记录了物体运动的时间和位移；n不同点：电压不同；打点的部件不同；不同点：电压不同；打点的部件不同； 实验步骤：实验步骤： ⑴⑴把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带。

把打点计时器固定在桌子上，按照要求装好纸带 ⑵⑵打点计时器接交流电源打点计时器接交流电源 ⑶⑶接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一行小接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出了一行小点，随后立即关闭电源点，随后立即关闭电源 ⑷⑷取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点，如果共有多少个点，如果共有n个点，那么点的间隔数为个点，那么点的间隔数为n-1个，则纸带的个，则纸带的运动时间运动时间t＝＝0.02（（n-1）） s ⑸⑸用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点用刻度尺测量一下从开始计数的一点到最后一点n间的距间的距离 ⑹⑹利用公式利用公式v=Δx/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度计算出纸带在这段时间内的平均速度打点计时器的使用打点计时器的使用 说明：说明： ①①打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器 ②②在使用前应了解它的结构，在使用时要遵照操作规程。

在使用前应了解它的结构，在使用时要遵照操作规程要求：要求：（（1）步骤正确）步骤正确.（（2）点迹清晰，间距合适，有足够多的点）点迹清晰，间距合适，有足够多的点.二、练习使用打点计时器 用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤：用打点计时器测量瞬时速度的方法与步骤： ①①把打点计时器固定在桌子上把打点计时器固定在桌子上 ②②按照说明把纸带装好按照说明把纸带装好 ③③启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一系列的点随后立即关闭电源就打出一系列的点随后立即关闭电源 ④④取下纸带，从能够看清的某个点开始，每取下纸带，从能够看清的某个点开始，每隔隔0.1 s0.1 s，即每５个点取１个，即每５个点取１个““测量点测量点””标出０，标出０，１，２，１，２，……，５，如图所示５，如图所示三、用打点计时器测量瞬时速度 ⑤⑤根据根据v＝＝Δx/Δt计算出计算出0，，1，，2，，…,5各点附近的平均速度，各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，并记入下表中，点把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，并记入下表中，点０作为计时起点，０作为计时起点，t＝０，便可看出手拉纸带运动的速度变化情＝０，便可看出手拉纸带运动的速度变化情况。

况 说明说明：： ①①在使用电磁打点计时器时把纸带穿过限位孔，把复写纸片压在纸在使用电磁打点计时器时把纸带穿过限位孔，把复写纸片压在纸带上，在使用电火花计时器时，把墨粉纸盘套在纸盘轴上带上，在使用电火花计时器时，把墨粉纸盘套在纸盘轴上 ②②使用时，必须先通电，再拉动纸带使用时，必须先通电，再拉动纸带 ③③测量瞬时速度在选择测量点测量瞬时速度在选择测量点0，，1，，2，，…，，5时，每隔时，每隔0.1s选择一选择一个较好，方便计算；在选择位移个较好，方便计算；在选择位移Δx时，应包含上面这个点的一段位移时，应包含上面这个点的一段位移 ④④用平均速度用平均速度v=Δx/Δt代替测量点的瞬时速度，选取的代替测量点的瞬时速度，选取的Δx越小（即越小（即Δt越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小越短），平均速度越接近瞬时速度，误差越小【【例例 1】】打点计时器所用电源的频率为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某次实验中得到的一条纸 带，用毫米刻度尺测量情况如图带，用毫米刻度尺测量情况如图1-4-1所示，纸带在所示，纸带在A、、C间的平均速间的平均速 度为度为____ m/s，在，在A、、D间的平均速度为间的平均速度为_____ m/s,B点的瞬时速度更点的瞬时速度更 接近接近 于于______ m/s。

0.350.420.35图图1-4-1-4-1 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16打点计时器实验误差讨论及纸带的分析打点计时器实验误差讨论及纸带的分析.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.对纸带上的电迹说法正确的是？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)2.采取下列那些措施，有利于减少纸带因受摩擦而产生的误差？A： 改用6v直流电源B；电源电压越低越好C：用平整的纸带，不用皱折的纸带D：纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜(CD)3.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)四、四、 用图象表示速度用图象表示速度 以以速速度度v为为纵纵轴轴，，时时间间t为为横横轴轴建建立立直直角角坐坐标标系系，，根根据据用用打打点点计计时时器器测测出出的的各各时时刻刻的的瞬瞬时时速速度度值值，，用用描描点点法法在在坐坐标标系系中中描描出出各各个个点点，，再再用用平平滑滑的的曲曲线线将将各各点点连连接接起起来来，，就就得得到到一一条条能能反反映映速速度度随随时时间间变变化化关关系系的的图图线线，，描描述述速速度度v与与时时间间t关关系系的图象，叫做速度的图象，叫做速度—时间图象或时间图象或v－－t图象。

图象n012345V m/s0.050.10.20.30.280.280 1 2 3 4 5 6 7 80.60.50.40.30.20.1t/10-1sv/(m·s-1)四：用图象表示速度四：用图象表示速度四、四、 用图象表示速度用图象表示速度 说明说明：： ①①匀匀速速直直线线运运动动的的图图象象是是一一条条平平行行于于t 轴轴的的直直线线匀匀速速直直线线运运动动的的速度大小和方向都不随时间变化，其速度大小和方向都不随时间变化，其v－－t图象如图图象如图1-4-3（（1）所示 ②②从从匀匀速速直直线线运运动动的的v-t图图象象不不仅仅可可以以看看出出速速度度的的大大小小，，而而且且可可以以求求出出位位移移，，据据位位移移公公式式x=vt，，在在速速度度图图象象中中就就对对应应着着边边长长分分别别为为v和和t的的一一块矩形面积（图（块矩形面积（图（2）中画斜线的部分）中画斜线的部分） ③③从从v-t图上可以直观地看出速度随时间的变化情况图上可以直观地看出速度随时间的变化情况1））（（2））图图1-4-1-4-3 3小结•作业：第3题。