打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度講義

教師：楊亮學(xué)生：日期：2013//星期：時(shí)段：課題打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度學(xué)習(xí)目標(biāo)與分析1加速度的定義加速度與速度的區(qū)別學(xué)習(xí)重點(diǎn)加速度的理解學(xué)習(xí)方法講解歸納總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容與過程一復(fù)習(xí)回憶知識(shí)點(diǎn)講解：一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移的計(jì)時(shí)儀器，它使用交流電源，由學(xué)生電源供電，工作電壓在6_V以下，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔0.02_s打一個(gè)點(diǎn)，通電前把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動(dòng)起來，帶動(dòng)其上的振針上下振動(dòng)．這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn)．如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連在一起，即由物體帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時(shí)間間隔中物體的位移．2．電火花計(jì)時(shí)器的原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器類似，這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比擬小，實(shí)驗(yàn)誤差也就比擬?。?．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度時(shí)是利用了平均速度的公式v＝eq\f(Δx,Δt)，當(dāng)Δt或Δx較小時(shí)，用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過某點(diǎn)的瞬時(shí)速度．4．速度—時(shí)間圖象(v－t圖象)：用來描述速度隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象.一、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器[問題情境]1．實(shí)驗(yàn)步驟：(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面．(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到6V的低壓交流電源上．(3)接通電源開關(guān)，用手水平拉動(dòng)紙帶，使它在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)．(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出假設(shè)干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為n－1個(gè)，那么紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02s.(5)用刻度尺測(cè)量出從開始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離Δx.(6)利用公式v＝eq\f(Δx,Δt)計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．2．誤差分析：(1)使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶．(2)手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集．(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源．(4)對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始測(cè)量點(diǎn)O之間的距離)．讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位．3．?dāng)?shù)據(jù)處理：把紙帶上能看得清的某個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后的點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D、…作為“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖1所示，依次測(cè)出O到A、A到B、B到C、…之間的距離x1、x2、x3、….打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，那么A、B、C、D、…各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為：vA＝eq\f(x1＋x2,2T)、vB＝eq\f(x2＋x3,2T)、vC＝eq\f(x3＋x4,2T)、vD＝eq\f(x4＋x5,2T)、….把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速運(yùn)動(dòng).位置ABCDEF(xn＋xn＋1)/mv/(m/s)[問題延伸]在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上出現(xiàn)以下情況各是什么原因造成的？應(yīng)如何調(diào)節(jié)？(1)打點(diǎn)不清晰(不打點(diǎn))．(2)打出的是短線，而不是點(diǎn)．答案現(xiàn)象原因調(diào)節(jié)的方法打點(diǎn)不清晰1.振針過高2.電壓太低，振幅小3.復(fù)寫紙用得太久1.把振針適當(dāng)調(diào)低2.適當(dāng)調(diào)高電壓3.換新的復(fù)寫紙打的不是點(diǎn)，是短線1.振針過低2.所加電壓太高，振幅過大1.把振針適當(dāng)調(diào)高一些2.適當(dāng)調(diào)低電壓例1當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)跡．以下關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說法中正確的選項(xiàng)是()A．點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B．點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C．紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D．紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況變式訓(xùn)練1如圖6所示是一同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是如下圖的一些短線，這可能是因?yàn)?)圖6A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)定C．電源的頻率不穩(wěn)定D．打點(diǎn)針壓得過緊例2如圖7所示是某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究某物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)得到的一段紙帶，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，計(jì)算物體在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度的大小，并判斷物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)．圖7變式訓(xùn)練2如圖8所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量情況如下圖，紙帶在A、C間的平均速度為____m/s，在A、D間的平均速度為____m/s，B點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于______m/s.圖8【效果評(píng)估】1．接通電源與讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動(dòng)，這兩個(gè)操作的先后關(guān)系應(yīng)當(dāng)是()A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以2．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶()A．能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度B．只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度C．能準(zhǔn)確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度D．可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度3.圖9為一條紙帶打上點(diǎn)后的情況，A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)中，A點(diǎn)最先打出，D點(diǎn)最后打出，由圖可知，A→.B階段紙帶做______運(yùn)動(dòng)，B→C階段很接近______運(yùn)動(dòng)，C→D階段那么做______運(yùn)動(dòng)，A→B、B→C和C→D三個(gè)階段中的平均速度大小依次為______m/s、______m/s和______m/s.交流電源的頻率為50Hz.圖94．圖10是某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，試答復(fù)：圖10(1)AB、BC、CD段質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動(dòng)？(2)質(zhì)點(diǎn)在2s末的速度多大？1．當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕，以下關(guān)于紙帶上的點(diǎn)痕的說法正確的選項(xiàng)是()A．點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B．點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀D．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況2．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50Hz的交流電，其相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T，假設(shè)紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，這條紙帶上記錄的時(shí)間為t，那么以下各式正確的選項(xiàng)是()A．T＝0.1s，t＝NTB．T＝0.05s，t＝(N－1)TC．T＝0.02s，t＝(N－1)TD．T＝0.02s，t＝NT3．關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)，以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()A．必須從第一個(gè)點(diǎn)開始選取整條紙帶B．根據(jù)情況選取點(diǎn)跡清晰的局部紙帶C．選取的第一個(gè)點(diǎn)記數(shù)為1，到第n個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02nsD．選取的第一個(gè)點(diǎn)記數(shù)為1，到第n個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02(n－1)s4．一物體做直線運(yùn)動(dòng)的圖象如圖8所示，那么該物體()圖8A．先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，速度方向相同B．先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，速度方向相反C．先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)，速度方向相同D．先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)，速度方向相反5．如圖9所示為一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象．由圖象作出的以下判斷中正確的選項(xiàng)是()圖9A．物體始終沿正方向運(yùn)動(dòng)B．物體先沿負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，在t＝2s后沿正方向運(yùn)動(dòng)C．在t＝2s前物體位于出發(fā)點(diǎn)負(fù)方向上，t＝2s后位于出發(fā)點(diǎn)正方向上D．在t＝2s時(shí)，物體距出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)題號(hào)1234567答案6.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)以記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．在這一實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有(1)________________________________________________________________________；(2)________________________________________________________________________．A．拉住紙帶，將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開紙帶，再接通電源．B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路．C．把一條繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼．D．取下紙帶．E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔．將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上．________________________________________________________________________7．電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是________V，當(dāng)電源的工作頻率是50Hz時(shí)，它打點(diǎn)間隔是________s.一個(gè)同學(xué)在用電火花計(jì)時(shí)器研究小車的運(yùn)動(dòng)時(shí)，打出了一條紙帶如圖10所示，測(cè)出相鄰各點(diǎn)間的距離分別為：AB＝1.99cm，BC＝3.01cm，CD＝4.00cm，DE＝4.00cm，EF＝4.01cm，F(xiàn)G＝4.98cm，GH＝6.01cm，HI＝3.98cm，由以上數(shù)據(jù)可知該小車的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是(需說明理由)：①________________________________________________________________________；②_________________________________________