1.4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度(教師).doc

光明中學(xué)2018-2019學(xué)年度上學(xué)期高一物理組 導(dǎo)學(xué)案 004 主備：蒙礦權(quán)老師 審核：李志煒老師1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息（時(shí)間、位移）.2.會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理并測(cè)量瞬時(shí)速度.3.明確速度時(shí)間圖象的物理意義，描點(diǎn)法畫圖象的方法，并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度時(shí)間圖象，能從圖象中獲取有用的信息.【知識(shí)要點(diǎn)】一、了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1作用及分類打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用 電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔 打一次點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶配合，可以記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及在一段時(shí)間內(nèi)的 ，供高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的計(jì)時(shí)器有 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和 計(jì)時(shí)器兩種2電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)起來，帶動(dòng)其上的 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)3電火花計(jì)時(shí)器(1)工作電壓： V交流電源；(2)原理：當(dāng)接通電源、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)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡4兩種計(jì)時(shí)器誤差比較（1）都使用交流電源，但工作電壓不同，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為6 V以下，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓為220 V，若交流電的頻率為50 Hz，則打點(diǎn)周期為0.02 s。（2）工作原理不同，但作用相同，紙帶上的點(diǎn)可記錄與之相連的運(yùn)動(dòng)物體的時(shí)間間隔和位移。（3）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用振針和復(fù)寫紙打點(diǎn)；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用電火花和墨粉打點(diǎn)。（4）使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)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(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。（5）電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力比較小，實(shí)驗(yàn)誤差也就較小。例1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)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(qiáng)弱 D振針與復(fù)寫紙間的距離例2、下列說法正確的是（ ）A電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的原理基本一樣B電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣C電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電頻率是一樣的D電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是0.02 s二、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度1練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（1）把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)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(dòng)紙帶；紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。（3）取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)出共有多少個(gè)點(diǎn)，如果有n個(gè)點(diǎn)，那么打點(diǎn)的間隔數(shù)為n1，若使用50 Hz交流電，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(n1)0.02 s。（4）用刻度尺測(cè)量從開始計(jì)數(shù)的一點(diǎn)到最后一點(diǎn)間的距離。2用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度如圖所示，根據(jù)D、F兩點(diǎn)的位移x和時(shí)間t，算出平均速度，用這個(gè)平均速度來代表經(jīng)過E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。3注意事項(xiàng)（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針的高度應(yīng)適當(dāng)，并且不要松動(dòng)，否則會(huì)出現(xiàn)漏點(diǎn)、雙點(diǎn)，甚至打出的是短橫線等情況，而且可能對(duì)紙帶產(chǎn)生過大的摩擦阻力。（2）復(fù)寫紙片或墨粉紙盤不要裝反，每打完一條紙帶，應(yīng)將它們的位置調(diào)整一下，以充分利用它的不同部位，保證打點(diǎn)清晰。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)要先接通電源，計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)，每打完一條紙帶要及時(shí)切斷電源。（4）釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。（5）要注意計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)的不同。例3、利用打點(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不能準(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)速度例4、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測(cè)量情況如圖所示，紙帶上A、C兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)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(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于_0.35_ m/s.（結(jié)果保留兩位小數(shù)）例5、如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E為我們?cè)诩垘纤x的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，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：vB 0.26 m/s，vC 0.30 m/s，vD 0.34 m/s.【知識(shí)拓展】利用光電門測(cè)瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，根據(jù)遮光板的寬度X和測(cè)出的時(shí)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(rèn)為這個(gè)平均速度就是小車通過光電門的瞬時(shí)速度。例6、用如圖所示的計(jì)時(shí)裝置可以近似測(cè)出氣墊導(dǎo)軌上滑塊的瞬時(shí)速度.已知固定在滑塊上的遮光條的寬度為4.0mm，遮光條經(jīng)過光電門的遮光時(shí)間為0.04s，則滑塊經(jīng)過光電門位置時(shí)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(xí)】1下列關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說法中，正確的是() A打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以連續(xù)工作很長時(shí)間，前后兩次打點(diǎn)之間，只要時(shí)間間隔很短，完全可以在前一次打完點(diǎn)后不關(guān)閉電源 B在正常工作的情況下，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打兩次點(diǎn)的時(shí)間間隔相等 C紙帶通過電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，不會(huì)受到摩擦阻力的作用 D電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣2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，下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)痕的說法正確的是() 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3關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)，下列敘述正確的是() 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)跡清晰的部分紙帶 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0.02n s D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(n1) s 4.某次實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示,圖中O點(diǎn)為紙帶的第一個(gè)點(diǎn)，接下來的前幾個(gè)點(diǎn)模糊,因此從A點(diǎn)開始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),推測(cè)紙帶的運(yùn)動(dòng)(1)是加速還是減速？(2)在打出A、F這兩點(diǎn)的時(shí)間間隔中，紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是多大？(3) B點(diǎn)的瞬時(shí)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(xí)】1采用下列哪些措施，有利于減少紙帶因受到摩擦而產(chǎn)生的誤差（ ）A改用6 V直流電源 B將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器換成電火花計(jì)時(shí)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(xué)在練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上打出的不是點(diǎn)，而是如圖所示的一些短線，這可能是因?yàn)锳打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dāng)電火花計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率小于50 Hz時(shí)，仍按50 Hz計(jì)算，則測(cè)量的速度數(shù)值與真實(shí)速度數(shù)值相比_（填“偏大”、“偏小”或“不變”）。4.（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電源是_（填“交流46 V”或“交流220 V”），實(shí)驗(yàn)室使用我國民用電（頻率50 Hz）時(shí)，如果每相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為_0.1_