高中物理 第一章運(yùn)動(dòng)的描述4實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度學(xué)案課件 新人教版必修1

1、4．實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度,下圖是一幅表現(xiàn)鴿子飛翔時(shí)的一系列運(yùn)動(dòng)瞬間的照片，在這里，連續(xù)的運(yùn)動(dòng)被分離成了離散的“景”，瞬間的精彩被定格成了永恒，這是“相對(duì)論”在攝影藝術(shù)中應(yīng)用的一個(gè)實(shí)例．那么，在實(shí)驗(yàn)室我們?nèi)绾斡涗浰查g的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)呢？,1．該實(shí)驗(yàn)的目的是速度．2．實(shí)驗(yàn)所需的器材有：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或 導(dǎo)線、木板．3．電火花計(jì)時(shí)器是利用在紙帶上打出而顯示出點(diǎn)跡的儀器，工作電壓是.使用時(shí)，

2、 套在紙盤軸上，并夾在 之間，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它也是每隔打一次點(diǎn)．,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè),電火花計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、紙帶、復(fù)寫紙、刻度尺,火花放電,小孔,計(jì)時(shí),220V,墨粉紙盤,兩條紙帶,0.02s,4．用打過點(diǎn)的紙帶，如下圖．根據(jù)量出A、D間的距離Δx，和時(shí)間間隔Δt算出A、D間的平均速度.用這個(gè)速度可以近似地表示紙帶經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的，如果Δt再小一些(如A、C之間或A、B之間)用平均速度代表A點(diǎn)的瞬時(shí)

3、速度會(huì) ．,瞬時(shí)速度,更準(zhǔn)確,(1)電磁打點(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)間間隔內(nèi)位移的儀器．它使用交流電源，由學(xué)生電源供電，工作電壓在10V以下．當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)．,②電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造如圖所示．,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,③工作原理：它是利用電磁感應(yīng)原理打點(diǎn)計(jì)時(shí)的一種儀器．連接低于10V低壓交流電源時(shí)，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便上下振動(dòng)起來，位于振片一端的振針也跟著上下振動(dòng)而打

4、點(diǎn)，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn)．當(dāng)交流電源頻率為50Hz時(shí)，它每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s.,(2)電火花計(jì)時(shí)器①電火花計(jì)時(shí)器使用交流電源，工作電壓是220V.②電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造如下圖所示．,③工作原理：它是利用火花放電在紙帶上打出孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)器．當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)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(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放

5、電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上就打出系列點(diǎn)跡．當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí)，它也是每隔0.02s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.02s.,(3)兩種計(jì)時(shí)器的比較,(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)

6、點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(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)，則紙帶的運(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＝ 計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．,⑦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)”，如圖所示，依次測(cè)出O到A、A到B、B到C…之間的距離x1、x2、x3….,把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判

7、斷紙帶是否做勻速運(yùn)動(dòng).②利用v－t圖象分析物體的運(yùn)動(dòng),Ⅰ.v－t圖象用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系．根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，即得到v－t圖象. Ⅱ.v－t圖象的意義v－t圖象非常直觀地反映了速度隨時(shí)間變化的情況，它并不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡．,Ⅲ.勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象①勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象是與時(shí)間軸平行的直線，如圖所示，直線a、b分別表示va＝4m/s，vb

8、＝8m/s.,②從勻速直線運(yùn)動(dòng)的v－t圖象中不僅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根據(jù)位移公式x＝vt，在v－t圖象中就對(duì)應(yīng)著邊長(zhǎng)分別為v和t的一個(gè)矩形面積，如圖中畫斜線的部分．,特別提醒：(1)電源電壓要符合要求，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用10V以下交流電源；電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電源．(2)實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度，必要時(shí)要進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換器材．(3)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定時(shí)再用手拉紙帶．(

9、4)手拉紙帶時(shí)，速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集．,電火花計(jì)時(shí)器工作時(shí)使用______電流，工作電壓為______V，工作時(shí)的基本步驟是：①當(dāng)紙帶穿過電火花計(jì)時(shí)器后，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器；②將電源線插入220V交流電源插座；③把紙帶從墨粉紙盤下面穿過；④接通開關(guān)，聽到放電聲，立即讓運(yùn)動(dòng)物體拖動(dòng)紙帶運(yùn)動(dòng)．上述步驟正確的順序是______．,解析：若不知道電火花計(jì)時(shí)器的工作原理，就無法選擇工作電源的性質(zhì)和電壓的高低及工作程序；不了解構(gòu)

10、造，對(duì)各部件無法說出其名稱，因此，應(yīng)該認(rèn)真閱讀電火花計(jì)時(shí)器使用說明，了解各部分構(gòu)造的名稱和使用方法．我們?cè)谑褂萌魏涡庐a(chǎn)品之前都應(yīng)該如此，養(yǎng)成習(xí)慣．答案：交流；220；③②④①,電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源的頻率為50Hz時(shí)，振針每隔________s打一個(gè)點(diǎn)．現(xiàn)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體的速度，當(dāng)電源頻率低于50Hz時(shí)，如果仍按50Hz的時(shí)間間隔打一個(gè)點(diǎn)計(jì)算，則測(cè)出的速度數(shù)值將比物體的真實(shí)數(shù)值________．答案

11、：0.02；偏大解析：本題考查電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用及其測(cè)量原理．當(dāng)交流電的頻率為50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)交流電的頻率低于50Hz時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打一次點(diǎn)的時(shí)間間隔t將大于0.02s，因此測(cè)出的速度將比真實(shí)值偏大.,某學(xué)生在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做研究小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí)，其開始時(shí)的裝配圖如下圖所示，其中有錯(cuò)誤與不妥之處，請(qǐng)把它找出來．,解析：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器必須接交流電，而圖上所接為直流電源，顯然是個(gè)錯(cuò)誤；開始時(shí)，小車離定滑

12、輪端太近，向前運(yùn)動(dòng)的余地太小，致使紙帶上留下的計(jì)時(shí)點(diǎn)過少，給測(cè)量帶來不便，產(chǎn)生較大誤差．點(diǎn)評(píng)：記憶實(shí)驗(yàn)儀器的裝配時(shí)，如果能結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理，會(huì)收到事半功倍的效果．,某同學(xué)在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的紙帶如圖所示，請(qǐng)你判斷一下這可能是因?yàn)?　　)A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上B．電源的電壓不穩(wěn)C．電源的頻率不穩(wěn)D．振針壓得過緊,答案：D解析：正常情況下，振針應(yīng)該恰好敲打在限位板上，這樣在紙上才能留下點(diǎn)．當(dāng)振針與復(fù)寫紙的距離

13、過大時(shí)，振針可能打不到復(fù)寫紙，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)有時(shí)有點(diǎn)，有時(shí)無點(diǎn)．如果振針與復(fù)寫紙的距離過小，振針就會(huì)有較長(zhǎng)的時(shí)間與復(fù)寫紙接觸，這樣就會(huì)在復(fù)寫紙上留下一段一段的小線段.,如下圖所示是拖動(dòng)紙帶時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們的紙帶上所選的記數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1S，試求打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、D各點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．,解析：同樣根據(jù)用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度可以“粗略”代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度的思想，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下B、C、

14、D各點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度．,答案：vB＝0.26m/s；vC＝0.30m/s；vD＝0.34m/s點(diǎn)評(píng)：通過以上問題的解答過程可以看出，在研究物理問題的過程中，物理思想和物理方法是十分重要的，在物理學(xué)的發(fā)展過程中，積累了許多很重要的研究問題的方法，即用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度“粗略”表示某點(diǎn)的瞬時(shí)速度就是其中的方法之一．說明：下一章我們學(xué)習(xí)到該物體做的是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，B點(diǎn)瞬時(shí)速度就等于A到C這段時(shí)間的平均速度，并不像有些問題中只是一種近似．

15、,如圖所示，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)量情況如圖所示，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.答案：0.35　0.42　0.35,如下圖甲所示，表示一質(zhì)點(diǎn)在6s內(nèi)的x～t圖象，試據(jù)此分析質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況并畫出它的v～t圖象．,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況：0～2s內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為3m/

16、s,2s末離開出發(fā)點(diǎn)6m；2s～4s內(nèi)物體靜止于離出發(fā)點(diǎn)6m處；4s～5s質(zhì)點(diǎn)反方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為6m/s,5s末時(shí)回到出發(fā)點(diǎn)，5s～6s質(zhì)點(diǎn)繼續(xù)以6m/s的速度反方向勻速運(yùn)動(dòng)，6s末位移為－6m.其v－t圖象如圖乙．點(diǎn)評(píng)：先認(rèn)知x～t圖象，逐段分析其運(yùn)動(dòng)情況，再畫v～t圖象，做好兩種圖象的轉(zhuǎn)化，比較同一運(yùn)動(dòng)過程在不同圖象的表達(dá)形式．,(北師大附中08－09學(xué)年高一上學(xué)期期中)一個(gè)作直線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度圖象如圖所示，由圖可判