1.4用打點計時器測速度(教師).doc

光明中學2018-2019學年度上學期高一物理組 導學案 004 主備：蒙礦權老師 審核：李志煒老師1.4實驗:用打點計時器測速度 【學習目標】1.了解打點計時器的計時原理，理解紙帶中包含的物體運動的信息（時間、位移）.2.會安裝并使用打點計時器，理解根據紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度.3.明確速度時間圖象的物理意義，描點法畫圖象的方法，并畫出該實驗中的速度時間圖象，能從圖象中獲取有用的信息.【知識要點】一、了解打點計時器1作用及分類打點計時器是一種使用 電源的計時儀器，當電源頻率為50 Hz時，它每隔 打一次點打點計時器和紙帶配合，可以記錄物體運動的時間及在一段時間內的 ，供高中學生實驗用的計時器有 打點計時器和 計時器兩種2電磁打點計時器(1)工作電壓： 以下的交流電源；(2)原理：接通交流電源后，在線圈和 的作用下，振片便振動起來，帶動其上的 上下振動這時，如果紙帶運動，振針就通過復寫紙在紙帶上留下一行小點3電火花計時器(1)工作電壓： V交流電源；(2)原理：當接通電源、按下脈沖輸出開關時，計時器發(fā)出的脈沖電流經放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產生火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡4兩種計時器誤差比較（1）都使用交流電源，但工作電壓不同，電磁打點計時器工作電壓為6 V以下，電火花打點計時器工作電壓為220 V，若交流電的頻率為50 Hz，則打點周期為0.02 s。（2）工作原理不同，但作用相同，紙帶上的點可記錄與之相連的運動物體的時間間隔和位移。（3）電磁打點計時器使用振針和復寫紙打點；電火花打點計時器使用電火花和墨粉打點。（4）使用電火花計時器時，應把兩條紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間；使用電磁打點計時器時，應讓紙帶通過限位孔，壓在復寫紙下面。（5）電火花打點計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力比較小，實驗誤差也就較小。例1、電磁打點計時器振針打點周期決定于() A交變電壓的高低 B交變電流的頻率 C永久性磁鐵磁性的強弱 D振針與復寫紙間的距離例2、下列說法正確的是（ ）A電磁打點計時器和電火花計時器的原理基本一樣B電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電壓一樣C電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電頻率是一樣的D電磁打點計時器和電火花計時器打點的時間間隔都是0.02 s二、用打點計時器測速度1練習使用打點計時器（1）把打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔并壓在復寫紙（或墨粉盤）下面，也可以讓兩條紙帶夾住墨粉盤。（2）先接通電源，后拉動紙帶；紙帶上就打出一行小點，隨后立即關閉電源。（3）取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)出共有多少個點，如果有n個點，那么打點的間隔數(shù)為n1，若使用50 Hz交流電，則紙帶的運動時間t=(n1)0.02 s。（4）用刻度尺測量從開始計數(shù)的一點到最后一點間的距離。2用打點計時器測速度如圖所示，根據D、F兩點的位移x和時間t，算出平均速度，用這個平均速度來代表經過E點的瞬時速度。3注意事項（1）電磁打點計時器振針的高度應適當，并且不要松動，否則會出現(xiàn)漏點、雙點，甚至打出的是短橫線等情況，而且可能對紙帶產生過大的摩擦阻力。（2）復寫紙片或墨粉紙盤不要裝反，每打完一條紙帶，應將它們的位置調整一下，以充分利用它的不同部位，保證打點清晰。（3）實驗時要先接通電源，計時器穩(wěn)定后，再讓紙帶運動，每打完一條紙帶要及時切斷電源。（4）釋放物體前，應使物體停在靠近打點計時器的位置。（5）要注意計時點和計數(shù)點的不同。例3、利用打點計時器打出的紙帶（ ）A能準確地求出某點的瞬時速度B只能粗略地求出某點的瞬時速度C不能準確地求出某段時間內的平均速度D可以任意地利用某段時間內的平均速度代表某點的瞬時速度例4、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，用毫米刻度尺測量情況如圖所示，紙帶上A、C兩點對應的時間間隔為_0.04_s，紙帶在A、C間的平均速度為 _0.35_m/s.在A、D間的平均速度為_0.42_ m/s.二者之間B點的瞬時速度更接近于_0.35_ m/s.（結果保留兩位小數(shù)）例5、如圖所示是打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們在紙帶上所選的計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為0.1 s，試求打點計時器打下B、C、D各點時的瞬時速度：vB 0.26 m/s，vC 0.30 m/s，vD 0.34 m/s.【知識拓展】利用光電門測瞬時速度實驗裝置如圖所示，根據遮光板的寬度X和測出的時間t ，就可以算出遮光板通過光電門的平均速度。由于遮光板的寬度X很小，因此可以認為這個平均速度就是小車通過光電門的瞬時速度。例6、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4.0mm，遮光條經過光電門的遮光時間為0.04s，則滑塊經過光電門位置時的速度大小約為( )A. 0.10 m/s B. 100 m/sC. 4.0 m/s D. 0.40m/s【課堂練習】1下列關于打點計時器的說法中，正確的是() A打點計時器可以連續(xù)工作很長時間，前后兩次打點之間，只要時間間隔很短，完全可以在前一次打完點后不關閉電源 B在正常工作的情況下，打點計時器每打兩次點的時間間隔相等 C紙帶通過電火花計時器時，不會受到摩擦阻力的作用 D電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電壓一樣2當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列關于紙帶上的點痕的說法正確的是() A點痕記錄了物體運動的時間 B點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內的位移 C點在紙帶上的分布情況，反映了物體的質量和形狀 D點在紙帶上的分布情況，反映了物體的運動情況3關于打點計時器打在紙帶上的點，下列敘述正確的是() A必須從第一個點開始選取整條紙帶 B根據情況選取點跡清晰的部分紙帶 C選取的第一個點記數(shù)為1，到第n個點的時間間隔為0.02n s D選取的第一個點記數(shù)為1，到第n個點的時間間隔為0.02(n1) s 4.某次實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示,圖中O點為紙帶的第一個點，接下來的前幾個點模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數(shù)點,推測紙帶的運動(1)是加速還是減速？(2)在打出A、F這兩點的時間間隔中，紙帶運動的平均速度是多大？(3) B點的瞬時速度為多大？答案:(1) 加速 (2) 0.365m/s (3) 0.252m/s OAB1.30CDEFG3.456.3410.0814.4019.55單位:cm【課后練習】1采用下列哪些措施，有利于減少紙帶因受到摩擦而產生的誤差（ ）A改用6 V直流電源 B將電磁打點計時器換成電火花計時器C用平整的紙帶，不用褶皺的紙帶 D紙帶理順攤平，不讓它卷曲、歪斜2一同學在練習使用電磁打點計時器時，紙帶上打出的不是點，而是如圖所示的一些短線，這可能是因為A打點計時器接直流電源 B電源電壓不穩(wěn)C電源頻率不穩(wěn)定 D振針壓得過緊3當電火花計時器使用的交流電的頻率小于50 Hz時，仍按50 Hz計算，則測量的速度數(shù)值與真實速度數(shù)值相比_（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。4.（1）電磁打點計時器使用的電源是_（填“交流46 V”或“交流220 V”），實驗室使用我國民用電（頻率50 Hz）時，如果每相鄰的計數(shù)點間還有4個點，則相鄰兩個計數(shù)點的時間間隔為_0.1_