1.4(用)《實驗：用打點計時器測速度》課件ppt[教資優(yōu)擇]

1、1基礎(chǔ)課件 時刻的瞬時速度近 就越接運動描述越精確越小當(dāng)內(nèi)的平均速度 間隔就是該運動物體在時間那么發(fā)生的位移 這一時間間隔內(nèi)到從如果能測量出運動物體 思路分析 t tt t x x ttt , , : 問題提出：如何測定運動物體在某一段時間內(nèi)或問題提出：如何測定運動物體在某一段時間內(nèi)或 某一時刻的運動快慢？某一時刻的運動快慢？ 2基礎(chǔ)課件 思考：如何記錄物體運動過程的位置呢？思考：如何記錄物體運動過程的位置呢？ 游戲：研究手運動的快慢游戲：研究手運動的快慢 你的左手拿著一塊表你的左手拿著一塊表, ,右手拿著一枝鉛筆你的同伴牽動一條右手拿著一枝鉛筆你的同伴牽動一條 寬約寬約1 cm1 cm的長紙

2、帶，使紙帶在你的筆下沿著直線緩慢向前移的長紙帶，使紙帶在你的筆下沿著直線緩慢向前移 動每隔動每隔1s1s你用鉛筆在紙上點一個點。你用鉛筆在紙上點一個點。 看看怎樣做看看怎樣做? 3基礎(chǔ)課件 1 、相鄰兩點的距離跟牽動紙帶的速度有什 么關(guān)系? 相鄰兩點間的距離隨著牽動紙帶的速度的增大而 加大 2 、牽動紙帶的快慢不均勻，對相鄰兩點所 表示的時間有沒有影響? 紙帶運動的快慢不均勻，點子的間隔也不均勻， 但對相鄰兩點間的時間間隔沒有影響 紙帶上的點記錄了與紙帶相連的物體運動 的時間及位移 4基礎(chǔ)課件 受到這個游戲的啟發(fā)，人們設(shè)計制作了一種受到這個游戲的啟發(fā)，人們設(shè)計制作了一種 能精確能精確記錄運動物

3、體在一定時間間隔內(nèi)位移的記錄運動物體在一定時間間隔內(nèi)位移的 儀器，這就是打點計時器儀器，這就是打點計時器 5基礎(chǔ)課件 觀察電磁打點計時器并自主閱讀課本觀察電磁打點計時器并自主閱讀課本19頁相關(guān)內(nèi)容，明頁相關(guān)內(nèi)容，明 確它的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法確它的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法 一 、電磁打點計時器 6基礎(chǔ)課件 電磁打點計時器有哪些組成部分？各部分的名稱是什么？電磁打點計時器有哪些組成部分？各部分的名稱是什么？ 請在圖中分別指出請在圖中分別指出. p1、電磁打點計時器的結(jié)構(gòu)、電磁打點計時器的結(jié)構(gòu) 振針振針 限位孔限位孔 永久磁鐵永久磁鐵 線圈線圈 振片振片 紙帶紙帶

4、復(fù)寫紙復(fù)寫紙 7基礎(chǔ)課件 p2 、電磁打點計時器的、電磁打點計時器的工作原理工作原理 8基礎(chǔ)課件 電磁打點計時器是一種使用電磁打點計時器是一種使用_電電 源 的 計 時 儀 器 工 作 電 壓 為源 的 計 時 儀 器 工 作 電 壓 為 _當(dāng)電源的頻率是當(dāng)電源的頻率是50Hz時，時， 它每隔它每隔_s打一次點通電以前，打一次點通電以前， 把紙帶穿過把紙帶穿過_，再把套在定位，再把套在定位 軸上的軸上的_壓在紙帶的上面壓在紙帶的上面 p3、 使用說明使用說明 交流交流 46V 0.02 限位孔限位孔 復(fù)寫紙片復(fù)寫紙片 9基礎(chǔ)課件 交流與討論 n電磁打點計時器能否使用直流電源，為什么？電磁打點計

5、時器能否使用直流電源，為什么？ 不能，因為工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁不能，因為工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁 鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動。若使用直鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動。若使用直 流電源振片將無法振動，打點計時器將打不出點。流電源振片將無法振動，打點計時器將打不出點。 10基礎(chǔ)課件 1 1 避免長期工作導(dǎo)致的線圈發(fā)熱而損壞避免長期工作導(dǎo)致的線圈發(fā)熱而損壞 n開啟電源打點完畢后要及時關(guān)閉電源，開啟電源打點完畢后要及時關(guān)閉電源， 這樣做有什么好處？這樣做有什么好處？ 2 不關(guān)閉電源，打點計時器會一直打點，不關(guān)閉電源，打點計時器會一直打點， 這些多余的點難以區(qū)

6、分，會影響我們分這些多余的點難以區(qū)分，會影響我們分 析數(shù)據(jù)析數(shù)據(jù) 11基礎(chǔ)課件 觀察電火花計時器并閱讀其使用說明書，明確它的結(jié)構(gòu)、各部分觀察電火花計時器并閱讀其使用說明書，明確它的結(jié)構(gòu)、各部分 的名稱、工作原理及使用方法的名稱、工作原理及使用方法 二、電火花打點計時器 12基礎(chǔ)課件 說一說：說一說：電火花計時器的構(gòu)成電火花計時器的構(gòu)成 放電針放電針 紙盤軸紙盤軸 電源開關(guān)電源開關(guān) 墨粉紙盤墨粉紙盤 13基礎(chǔ)課件 電火花打點計時器有哪些組成部分？各部分的名稱是 什么？請在圖中分別指出. 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 墨粉紙盒墨粉紙盒 紙帶紙帶 插座插座 14基礎(chǔ)課件 工作原理：工作原理： 當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開

7、關(guān)時，計時當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時 器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)過放電針、墨粉紙盤到器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)過放電針、墨粉紙盤到 紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的線帶紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的線帶 上就打出一行點跡上就打出一行點跡. 15基礎(chǔ)課件 p3、 使用說明：使用說明： 電火花打點計時器是一種使用電火花打點計時器是一種使用_電源的計時儀器工電源的計時儀器工 作電壓為作電壓為_當(dāng)電源的頻率是當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔時，它每隔 _s打一次點打一次點 交流交流 220V 0.02 16基礎(chǔ)課件 三、三、關(guān)于打點周期關(guān)于打點周期T 1、打點計時器的打點周期T由輸入電源的頻率f決定。

8、 頻率f：每秒打點的次數(shù)（赫茲Hz） 周期T：打一次點所經(jīng)歷的時間（秒s） T=1/f 2、我國交流電的f均為50Hz，故打點周期T=0.02s 即：每隔0.02s打一個點 相鄰兩個點之間的時間間隔為0.02s 17基礎(chǔ)課件 相同點：打點周期相同：T=0.02s 1.打點方式不同 電磁打點計時器：利用振動的振針打點 電火花計時器：利用火花放電打點 2.電源電壓不同 電磁打點計時器：6V以下交流電 電火花計時器：220V交流電 振針打點時與紙帶接觸，會對紙帶產(chǎn)生阻礙作 用；而火花放電基本不會阻礙紙帶的運動 兩種打點計時器的共同點與不同點兩種打點計時器的共同點與不同點 3.精確度不同 18基礎(chǔ)課件

9、 2兩種打點計時器相比，哪個更好些？為什兩種打點計時器相比，哪個更好些？為什 么？么？ 電火花計時器可能會更好些，因為： (1)(1)電磁打點計時器打點時振針和紙帶間的摩 擦較大而電火花計時器使用中運動阻力極小， 這種極小阻力來自于紙帶運動的本身，而不是 打點產(chǎn)生的. . (2)(2)電火花打點計時器的記時精度也遠(yuǎn)優(yōu)于電 磁打點計時器，同時它的操作簡易，學(xué)生使用 安全可靠 19基礎(chǔ)課件 四、打點計時器的作用 1、直接測出： 1）兩點間的時間間隔： f為50Hz時，相鄰兩點的時間間隔t=1/f=0.02s 若共有n個點，則有 個時間間隔； 若兩點間間隔n個點，則有 個時間間隔。 2）兩點間位移：

10、 刻度尺測量，讀數(shù)估讀一位，注意單位統(tǒng)一 2、間接測出： 紙帶速度（紙帶的運動情況） 物體運動情況 n-1 n+1 20基礎(chǔ)課件 例例1 1 電磁打點計時器的打點周期取決于電磁打點計時器的打點周期取決于 ( )( ) A A交流電壓的高低交流電壓的高低 B B交流電的頻率交流電的頻率 C C永久磁鐵的磁性強弱永久磁鐵的磁性強弱 D D振針與復(fù)寫紙間的距離振針與復(fù)寫紙間的距離 B 21基礎(chǔ)課件 要求：要求： （1）步驟正確）步驟正確. （2）點跡清晰，間距合適，有足夠多的點）點跡清晰，間距合適，有足夠多的點. 五、練習(xí)使用打點計時器 22基礎(chǔ)課件 操作步驟 23基礎(chǔ)課件 （4 4）取下紙帶，從能

11、夠看清的某個點開始，往后數(shù)）取下紙帶，從能夠看清的某個點開始，往后數(shù) 出若干個點。如果數(shù)出出若干個點。如果數(shù)出n n個點，這些點劃分出來的時個點，這些點劃分出來的時 間間隔數(shù)是多少間間隔數(shù)是多少? ? （5 5）用刻度尺測量出第一個點到第）用刻度尺測量出第一個點到第n n個點的個點的 距離距離 共共(n(n一一1)1)個，時間間隔個，時間間隔t=(n-1)0.02St=(n-1)0.02S 24基礎(chǔ)課件 六、測量平均速度 （1）需測量的量：）需測量的量： （2）關(guān)系式：）關(guān)系式： V=V= 25基礎(chǔ)課件 交流與討論 問題問題1 1電磁打點計時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶電磁打點計時器中怎樣安放復(fù)寫

12、紙和紙帶 的位置的位置? ? 將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上，推動調(diào)節(jié)片，可將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上，推動調(diào)節(jié)片，可 調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過。調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過。 問題問題2 2振針打的點不清晰或打不出點可能是哪振針打的點不清晰或打不出點可能是哪 些原因些原因? ?怎樣調(diào)整怎樣調(diào)整? ? 1 1：可檢查壓紙框的位置是否升高，而阻礙了振動：可檢查壓紙框的位置是否升高，而阻礙了振動 片，振針打不到紙帶上，可將壓紙框向下壓恢復(fù)片，振針打不到紙帶上，可將壓紙框向下壓恢復(fù) 其原來位置其原來位置 26基礎(chǔ)課件 5 5：我選的電壓在：我選的電壓在4 V4 V和和6 V6 V

13、的情況下，打點的清晰度有點差的情況下，打點的清晰度有點差 別，電壓高的時候稍清晰，所以可調(diào)高一點電壓別，電壓高的時候稍清晰，所以可調(diào)高一點電壓 2 2：可能是復(fù)寫紙該換新的了：可能是復(fù)寫紙該換新的了 3 3：可能是振動片的振幅太小，可調(diào)整振動片的位：可能是振動片的振幅太小，可調(diào)整振動片的位 置置 4 4：可能是振針的位置太高，調(diào)整振針的位置，：可能是振針的位置太高，調(diào)整振針的位置， 直到打出點為止直到打出點為止 27基礎(chǔ)課件 六、紙帶的處理 1、測平均速度（一段時間或者一段位移的平均速度） t x v （1）要測的量 （2）關(guān)系式 點跡密集的地方速度小點跡密集的地方速度小 點跡的疏密與紙帶 速

14、度大小有什么關(guān) 系？ 28基礎(chǔ)課件 2、測瞬時速度：用包含測量點在內(nèi)的一小段位移的 平均速度來表示該測量點的瞬時速度 （用包含了測量點E在內(nèi)的一小段位移DG的平均速度 來表示點E的瞬時速度） 包含測量點的位移取得太小，造成計時不便，且容易引起較包含測量點的位移取得太小，造成計時不便，且容易引起較 大誤差大誤差; ;選的太大，會影響瞬時速度的精確性；所以要根據(jù)選的太大，會影響瞬時速度的精確性；所以要根據(jù) 實際情況實際情況選取這段位移選取這段位移。 29基礎(chǔ)課件 x/x/t t可以大致表示DFDF間各點的瞬時速度，兩邊點離得越 近算出的平均速度接近E E點的瞬時速度，但過小的間距也 會增大測量的誤

15、差. . 注意：注意：用打點計時器測量瞬時速度用打點計時器測量瞬時速度 30基礎(chǔ)課件 V VE E =V =VD-F D-F = = 1.1.思想方法思想方法: : 用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時間內(nèi)的用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時間內(nèi)的 某點的瞬時速度某點的瞬時速度. .所取的時間間隔越接近該點計算出所取的時間間隔越接近該點計算出 的瞬時速度就越精確的瞬時速度就越精確. . 2.2.測量原理：測量原理： 瞬時速度的求法瞬時速度的求法 X X t t 31基礎(chǔ)課件 x x0 0 x x1 1 x x2 2 x x3 3 表表2 2 手拉紙帶在幾個時刻的瞬時速度手拉紙帶在幾個

16、時刻的瞬時速度 位置位置0 01 12 23 3 t/st/s v/(msv/(ms-1 -1) ) 填寫表格填寫表格 32基礎(chǔ)課件 【小結(jié)】談?wù)勀惚竟?jié)課的學(xué)習(xí)體會 n知識方面知識方面 n物理思想和研究方法方面物理思想和研究方法方面 先記錄后測量的方法先記錄后測量的方法 間接測量的思想間接測量的思想 t x v 33基礎(chǔ)課件 打點計時器xt, 打在紙帶上的點，記錄了紙帶的運動時間如果把紙帶 和運動的物體連接在一起，紙帶上的點就相應(yīng)地表示出 運動物體在不同時刻的位置研究紙帶上的點子之間的 間隔，就可以了解運動物體在不同時間內(nèi)發(fā)生的位移， 從而了解物體的運動情況請你用簡短的語言描述下1 圖所示每條

17、紙帶記錄的物體的運動情況 課堂訓(xùn)練 34基礎(chǔ)課件 課堂訓(xùn)練 如圖所示，打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，某 次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測出各點間的 距離為：AC = 14.2 mm，AD = 24.8 mm那么由此 可以算出紙帶在AC間的平均速度為_m/s，紙帶在 AD間的平均速度為_m/s；B點的瞬時速度更接近 于_m/s 35基礎(chǔ)課件 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 打點計時器實驗誤差討論及紙帶的分析打點計時器實驗誤差討論及紙帶的分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.對紙帶上的

18、點跡說法正確的是？對紙帶上的點跡說法正確的是？ A：點跡記錄了物體運動的時間。：點跡記錄了物體運動的時間。 B：點跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運動情況。：點跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運動情況。 C：點跡在紙帶上的分布情況，反映了物體的體積和大小。：點跡在紙帶上的分布情況，反映了物體的體積和大小。 D：點跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移：點跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移 (ABD) 36基礎(chǔ)課件 2.采取下列那些措施，有利于減少紙帶因受摩擦而產(chǎn)生的誤差？采取下列那些措施，有利于減少紙帶因受摩擦而產(chǎn)生的誤差？ A：該用：該用6v直流電源直流電源 B；電源電壓越低越好；電源電壓越低越好 C：用平整的紙帶，不用皺折的紙帶：用平整的紙帶，不用皺折的紙帶 D：紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜：紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜 (CD) 37基礎(chǔ)課件 3.打出的點跡不夠清晰的原因可能是打出的點跡不夠清晰的原因可能是？ A：電源電壓偏低：電源電壓偏低 B：永磁體磁性不足：永磁體磁性不足 C：振針位置過高：振針位置過高 D：復(fù)寫紙陳舊