資源簡介

(共20張PPT)
實驗：打點計時器的使用及測
量紙帶的平均速度
電磁打點計時器是一種使用低壓交流的計時儀器,其結構如圖所示。它的工作電壓是8V。電源頻率是50Hz時,它每隔0.02s打一個點。
拖動紙帶,則可在紙帶留下一系列的點,每兩個點間隔為0.02s.
永久磁鐵
限位孔
紙帶
線圈
振針
振片
復寫紙
定位軸
壓紙框架
一.電磁打點計時器
看過視頻
速度表達式？
電火花計時器是利用火花放電時在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器。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交流電源時，計時器發出的脈沖電流經接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸產生火花放電。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。
2.電火花打點計時器
放電針
紙盤軸
電源開關
墨粉紙盤
3.打點計時器的打點周期取決于什么因素？
1.電磁打點計時器和電火花計時器工作原理一樣嗎？
2.這兩者你認為哪種工作時可能引起更大的誤差？
4.打點計時器打出的紙帶可以記錄哪些信息
討論
5.兩種打點計時器可用直流電嗎？
只與交流電頻率有關，與電壓無關
打點計時器小結
電火花計時器 電磁打點計時器
結構圖示
工作電壓 220 V交流電 8V交流電
打點方式 周期性產生電火花 振針周期性上下振動
打點周期 0.02 s 0.02 s
記錄信息 位移、時間
一.實驗目的:
1.練習使用電火花計時器
2.利用打點的紙帶研究物體運動情況．
二.實驗器材：
電火花計時器、紙帶、刻度尺、導線、學生電源等
三.實驗步驟
1.了解打點計時器結構,把其固定(于木板)好
2.安裝好實驗器材后(注意紙帶安裝位置),先啟動電源,然后手(或車)再拉動紙帶,讓打點計時器在紙帶上打出一系列的點。
3.打點結束后先關閉電源，然后取下紙帶；
4.從能夠看清的某個點開始，往后數出若干個點；
5.用刻度尺測量出第一個點到第n個點的距離Δx；
6 .把測量的結果填入表設計的表格內。處理數據
　實驗:測量紙帶的平均速度和瞬時速度
四.實驗注意事項：
(1)打點前，應使物體(或手)停在靠近打點計時器的位置。
(2)打點時，應先接通電源，待打點計時器打點穩定后，再拉動紙帶(紙帶拉動速度快點，以免點密集)。
(3)打點計時器不能連續工作太長時間，打完點之后應立即關閉電源。
(4)對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢，即統一測量出各個計數點到起始點之間的距離。
(5)為減小實驗誤差，1、2、3、4…不一定是連續的計時點，可以每5個點(中間隔4個點)取一個計數點，此時兩計數點間的時間間隔T＝0.1 s。
請你描述下圖所示每條紙帶記錄的物體的運動情況．
1.打出的點跡間距相等，則為勻速運動。
2.打出的點跡越來越疏，則為加速運動；
3.打出的點跡越來越密，則為減速運動。
1.
2.
3.
△t ＝？
△x＝？
（1）需測量的量：
（2）關系式：
位移 △X= 時間間隔△t=
V =
△X
△t
1.測平均速度
五.數據處理
如何測出E點的瞬時速度？
2.測瞬時速度
D
F
（1）思想方法:
用某段時間內的平均速度來粗略的代替這段時間內的某點的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點計算出的瞬時速度就越精確.
（2）測量原理：
VE =
△XDF
△tDF
D,F兩點的瞬時速度如何算呢？
0
1
2
3
△x0
△x1
△x2
△x3
手拉紙帶在幾個時刻的瞬時速度
位置 0 1 2 3
v/s
完成以下表格
如何讓數據更直觀？
v-t圖像
以時間t為橫軸,速度v為縱軸,建立直角坐標系,根據測量數據在坐標系中描點,然后用平滑的曲線把這些點連接起來,即得到物體運動的v－t圖像
v－t圖直觀地反映速度隨時間變化的情況
v
t
0
(1)縱截距表示什么？
(3)橫軸交點表示什么？
(2)速度正負表示什么？
(5)a,b圖線交點表示什么？
a
b
速度為0的時刻
初速度
速度方向
速度相同
描述物體的運動狀態？
(6)v-t圖面積表示？
位移
(4)運動方向發生改變在哪里？
描述物體的運動狀態？
x/m
(1)縱截距表示什么？
(3)橫軸交點表示什么？
(2)縱坐標正負表示什么？
(4)a,b圖線交點表示什么？
物體起點位置
實質:直接反應物體位置—時間圖像，
x－t圖：
間接反映:物體的位移隨時間的變化關系，
圖像上某一點表示運動物體在某時刻所處位置或相對于坐標原點的位移
x
t
0
a
b
物體在原點的哪一側
物體在原點處
兩物體處同一位置,即相遇
速度方向改變在哪里？
注意:v-t，x-t只能表示直線運動，不表示曲線運動
(5)x-t斜率？
表示速度(大小，方向)
1.(多選)做直線運動的物體，其v－t圖像如圖所示，下列判斷正確的是(　　)
A.物體在1 s末改變運動方向
B.物體在前3 s內運動方向不變
C.物體在3 s末運動方向改變
D.物體在2 s時的速度大小為2 m/s
E.0-5內，物體平均速度0.8m/s
　BCDE
2.一物體做直線運動，其位移—時間圖像如圖所示，設向右為正方向，則在前6 s內(　　)
A.物體先向左運動，2 s后開始向右運動
B.在t＝2 s時物體距出發點最遠
C.前2 s內物體位于出發點的左方，后4 s內位于出發點的右方
D.在t＝4 s時物體距出發點最遠
D
3.(多選)如圖所示為甲、乙兩物體相對于同一參考系的x－t圖像。下列說法正確的是(　　)
A.甲、乙兩物體的出發點相距x0
B.甲物體比乙物體早出發的時間為t1
C.甲、乙兩物體同向運動
D.甲、乙兩物體在t2時刻相遇
ABD
4. 用打點計時器可測量紙帶運動的時間和位移。下面是沒有按操作順序寫的不完整的實驗步驟，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當的內容，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母代號按順序寫在空白處。
A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線的另一端分別接在低壓________(選填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上。
B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過________，并壓在________下面。
C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離Δx。
D.切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝______。
E.接通電源，再用手水平地拉動紙帶，在紙帶上打下一系列小點。
F.利用公式v＝計算紙帶運動的平均速度。
實驗步驟的合理順序是________________。　　　
交流
限位孔
復寫紙
　(n－1)×0.02 s
BAEDCF
5.(測量紙帶的平均速度)如圖是研究直線運動實驗中打點計時器打出的紙帶，每5個點選一個計數點，各計數點對應在刻度尺上的示數已在圖中標出，單位是cm。
(1)打點計時器是一種使用交流電源記錄運動物體在一定時間間隔內位移的儀器，目前實驗室用的打點計時器有________打點計時器和________計時器兩種，它們所接電源均為頻率為________的交流電源，但前者所接的電源電壓為________V，后者所接的電源電壓為________V。打點計時器打點的周期決定于電源的________，圖中計數點間隔時間為T＝________s。
(2)物體接于紙帶左端A點附近，則物體速度方向________(選填“由A指到B”或“由B指到A”)，物體做________(選填“加速”或“減速”)運動。
(3)請計算AE段的平均速度為______m/s。BD段的平均速度為________m/s。
電磁
電火花
50 Hz
8
220
頻率
0.1
由B指到A
加速
0.225
0.2
拓展兩種計時儀器：光電門，頻閃相機
遮光條寬度:d
遮光時間:Δt
物體通過光電門的速度為:
1.光電門
2.頻閃相機
拍照頻率為10HZ，間隔？
1.用如圖所示的計時裝置可以近似測出氣墊導軌上滑塊的瞬時速度。已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4 mm，遮光條經過光電門的遮光時間為0.04s。
(1)則滑塊經過光電門位置時的速度大小為________。
(2)為使更接近瞬時速度，正確的措施是________。
A.換用寬度更窄的遮光條
B.換用寬度更寬的遮光條
C.提高測量遮光條寬度的精確度
D.使滑塊的釋放點更靠近光電門
答案　(1)0.1 m/s　(2)A

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