用打點計時器測速度 用

§1、4

用打點計時器測速度[新課導(dǎo)入]

問：中國作為世界四大文明古國之一，發(fā)明計時器的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計時器？壺漏擺鐘手表秒表原子鐘曰咎師：下面介紹國外兩位與計時器發(fā)展有關(guān)的重要人物

伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的等時性惠更斯發(fā)明擺鐘一.打點計時器電磁打點計時器電火花計時器１.電磁打點計時器：直流？

交流？交流電源工作電壓：

4--6V電磁打點計時器是一種使用低壓交流的計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4～6V。電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一個點。2.電火花計時器：原理：脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電。交流電源

工作電壓：220V

電火花計時器是利用火花放電時在紙帶上留下墨粉而顯示出點跡的計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運動的紙帶上就打出一列點跡。當電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一次點。

如果把紙帶跟運動的物體連接在一起，打點計時器便在紙帶上打下一系列的點，這些點既記錄了運動物體在不同時刻的位置，也記錄了相應(yīng)的時間。通過對紙帶上點子之間距離的研究，可以了解物體運動的情況。

3.打點計時器作用：計時儀器，并且能記錄物體的相對位置。（1）測時間

(電源頻率50Hz，每隔___秒打一個點)說明：我國民用交流電頻率為50Hz，兩個點間的時間間隔為0.02s。

（3）研究紙帶→研究物體運動（2）測位移二、熟悉打點計時器的構(gòu)造和使用方法1、了解打點計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項，把打點計時器固定好。2、按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。3、先啟動電源，后釋放小車或用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出一行小點。打完紙帶立即關(guān)閉電源。(以免內(nèi)部器件過熱及高壓傷人)4、取下紙帶，觀察點子的分布情況，選擇適當?shù)挠嫈?shù)點，注意計數(shù)點間的時間間隔。5、用刻度尺分別測量出第一個點到第n個點的距離。6、在進行實際測量之前，依據(jù)實驗要求自己設(shè)計一個表格，用來記錄以上測量值和填寫相應(yīng)計算的結(jié)果。表1紙帶在幾段時間中的位移和平均速度123456表2紙帶在幾個時刻的瞬時速度位置012345注意事項：①打點計時器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點。②使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置。④使用電火花計時器時，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。

三、紙帶處理：

1.判斷物體的運動規(guī)律ABCD疏密與速度的關(guān)系△t

＝？△x

＝？相等的時間內(nèi)位移相等---勻速直線運動相等的時間內(nèi)位移增大---加速直線運動相等的時間內(nèi)位移減小---減速直線運動

2.計算變速直線運動中某段位移或時間內(nèi)的平均速度0A

BCD

EX1X2X3X4X5XⅠXⅡXⅢXⅣXⅤ表1：紙帶在某段時間內(nèi)的平均速度點子數(shù)n點子間隔數(shù)n-1運動時間Δt/s位移Δχ/m平均速度υ/m?s

650.100.07700.770

3.計算變速直線運動中某點的瞬時速度0ABCDE注意：如果取離c點越接近的兩點來求平均速度，這個平均速度越接近c點的瞬時速度，但是距離太小會使測量誤差增大，應(yīng)該根據(jù)實際情況選取這兩個點。0123△x0△x1△x2△x3表2手拉紙帶在幾個時刻的瞬時速度位置0123t/s00.10.20.3v/ms-10.090.150.240.32V2=0.0095/0.04=0.24

OABCD2.505.498.9913.01紙帶在幾個時刻的瞬時速度位置OABCD-----------0.4580.5410.627單位cm

體會展示細節(jié)，有助于更好的研究過程四、用圖象表示速度

1、建立坐標系:以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系,設(shè)定合適的刻度，注明單位。2、嚴格按實驗數(shù)據(jù)描點，根據(jù)點的分布分析速度的變化特點。在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點的速度.要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象。t/sv/(m·s-1)0t/sv/(m·s-1)0

3、描出的點是不連續(xù)的，之所以要用平滑曲線來“擬合”實驗中描出的點，是因為各個時刻都有速度，速度隨時間是連續(xù)變化，實驗中又不可能把所有時刻的速度都測出來。作圖步驟（1）建系（2）描點（3）作圖少了什么？常用作圖法（1）描點作圖（2）據(jù)函數(shù)關(guān)系式作圖速度－時間圖像（v-t

）手是如何運動的？0.00.10.20.30.370.480.570.670.40.50.60.70.780.880.981.0紙帶在幾個時刻的瞬時速度試畫出v-t圖象0

1234567t/10-1sv/(m·s-1)1.00.80.60.40.2△t/s0.00.10.20.3v/ms-10.370.480.570.67△t/s0.40.50.60.7v/ms-10.780.880.981.0

v-t圖象應(yīng)用：

1.能讀出速度V、時刻t

的對應(yīng)關(guān)系

2.觀察出速度V隨時間t的變化關(guān)系

3.能判斷物體的運動規(guī)律tOVtOV勻速直線運動加速直線運動t1v1tOVtOV減速直線運動運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點,這些點的距離不一定相等,但這些點能說明

A．運動物體在一段時間內(nèi)的位移B．運動物體在一段時間內(nèi)的運動快慢C．運動物體在某時刻的位置D．運動物體的運動性質(zhì)

(ABCD)課堂練習2.通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻,下列判斷正確的是A．點子密集的地方物體的運動速度比較大B．點子密集的地方物體的運動速度比較小C．點子不均勻說明物體在做變速運動D．點子不均勻說明打點計時器有故障

(BC)3.在你練習使用打點計時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點,根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時A．應(yīng)通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷B．必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷C．必須通過計算全程的平均速度來計算D.可以通過測量每相鄰兩點間的距離,看其是否相同來判斷

(D)練習：如圖是研究勻變速直線運動實驗