第三節(jié)：記錄物體的運動信息

1、1.3 1.3 記錄物體的運動信息記錄物體的運動信息 新課導入新課導入 問：中國作為世界四大文明古國之一，發(fā)明計時器問：中國作為世界四大文明古國之一，發(fā)明計時器的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計時器？的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計時器？壺漏壺漏擺鐘擺鐘手表手表秒表秒表原子鐘原子鐘日晷日晷下面介紹國外兩位與計時器發(fā)展有關(guān)的重要人物下面介紹國外兩位與計時器發(fā)展有關(guān)的重要人物 伽利略伽利略發(fā)現(xiàn)單擺的等時性發(fā)現(xiàn)單擺的等時性惠更斯惠更斯發(fā)明擺鐘發(fā)明擺鐘(1)(1)電磁打點計時器使用的是直流電還是交流電電磁打點計時器使用的是直流電還是交流電? ?其工作電壓為其工作電壓為多少多少? ?(2)(2)我國交

2、流電的頻率為我國交流電的頻率為50Hz,50Hz,使用這種電源時使用這種電源時, ,每隔多長時間打每隔多長時間打一個點一個點, ,即相鄰兩個點之間的時間間隔是多少即相鄰兩個點之間的時間間隔是多少? ?(3)(3)打點計時器打出的紙帶可以記錄某段時間內(nèi)的位移打點計時器打出的紙帶可以記錄某段時間內(nèi)的位移, ,能不能能不能記錄時間記錄時間? ?(4)(4)說出電磁打點計時器的構(gòu)造說出電磁打點計時器的構(gòu)造? ?工作原理工作原理? ?如圖如圖1 14 41 1所示。所示。(5)(5)解釋電火花計時器的工作原理解釋電火花計時器的工作原理? ?如圖如圖1 14 42 2所示所示, ,它與電磁它與電磁打點計時

3、器相比打點計時器相比, ,哪一種誤差小哪一種誤差小? ?原因是什么原因是什么? ? 電磁打點計時器電磁打點計時器電磁打點計時器圖圖 1 13 31 11 1構(gòu)造：電磁打點計時器是一種通過在紙帶上構(gòu)造：電磁打點計時器是一種通過在紙帶上打出一系列的點來記錄物體運動信息的儀器，構(gòu)打出一系列的點來記錄物體運動信息的儀器，構(gòu)造如圖造如圖 1 13 31 1 所示所示2 2電磁打點計時器使用電磁打點計時器使用_電源，工作電壓為電源，工作電壓為 4 V4 V6 V.6 V.3 3工作原理：接通交流電源后，線圈中產(chǎn)生周期性變化的工作原理：接通交流電源后，線圈中產(chǎn)生周期性變化的磁場，振片被磁化，其極性隨線圈中磁

4、場的變化而變化，于是磁場，振片被磁化，其極性隨線圈中磁場的變化而變化，于是振片和永久磁鐵之間就產(chǎn)生周期性的引力和斥力，振片就上下振片和永久磁鐵之間就產(chǎn)生周期性的引力和斥力，振片就上下振動，帶動其上的振針上下振動這時，如果紙帶運動，振針振動，帶動其上的振針上下振動這時，如果紙帶運動，振針就通過復寫紙在紙帶上打下一系列的點就通過復寫紙在紙帶上打下一系列的點4 4當電源頻率是當電源頻率是 50 Hz 50 Hz 時，它每隔時，它每隔 打一個點打一個點交流交流0.02 S0.02 S電火花打點計時器1 1基本原理：如圖基本原理：如圖 1 13 32 2，當接通電源，按下脈沖輸出，當接通電源，按下脈沖輸

5、出開關(guān)時，計時器發(fā)出的開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)過放電針、墨粉紙盤脈沖電流經(jīng)過放電針、墨粉紙盤到紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生軸，產(chǎn)生火花放電火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡，于是在運動的紙帶上就打出一行點跡圖圖 1 13 32 22 2電火花打點計時器使用電火花打點計時器使用_交流電源當電源交流電源當電源頻率為頻率為50 Hz 50 Hz 時，每隔時，每隔_打一次點打一次點220 V220 V0.02 S0.02 S熟悉打點計時器的構(gòu)造和使用方法熟悉打點計時器的構(gòu)造和使用方法1、了解打點計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項，把、了解打點計時器的結(jié)構(gòu)和使用要求、注意事項，把打點計時器固定好。打點

6、計時器固定好。2、按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。、按照說明連接使用儀器并把紙帶裝好。3、先啟動電源先啟動電源，后釋放小車后釋放小車或用手水平地拉紙帶，紙或用手水平地拉紙帶，紙帶上就打出一帶上就打出一 行小點。打完紙帶行小點。打完紙帶立即關(guān)閉電源立即關(guān)閉電源。4、取下紙帶，觀察點子的分布情況，選擇適當?shù)挠嫈?shù)點，、取下紙帶，觀察點子的分布情況，選擇適當?shù)挠嫈?shù)點，注意計數(shù)點間的時間間隔。注意計數(shù)點間的時間間隔。5、用刻度尺分別測量出第一個點到第、用刻度尺分別測量出第一個點到第n個點的距離。個點的距離。6、 在進行實際測量之前，依據(jù)實驗要求自己設(shè)計一個在進行實際測量之前，依據(jù)實驗要求自己設(shè)計一個表

7、格，用來記錄以上測量值和填寫相應計算的結(jié)果。表格，用來記錄以上測量值和填寫相應計算的結(jié)果。 O A B C D2.505.498.9913.01單位 cm數(shù)字計時器數(shù)字計時器1 1計時裝置：由數(shù)字計時器和計時裝置：由數(shù)字計時器和光電門光電門組成組成2 2基本原理：如圖基本原理：如圖 1 13 33 3 是由數(shù)字是由數(shù)字計時器和光電門組成的計時裝置。光電計時器和光電門組成的計時裝置。光電門的外形像門，其一邊安裝門的外形像門，其一邊安裝發(fā)光裝置發(fā)光裝置，另一邊安裝光線另一邊安裝光線接收裝置接收裝置，并都與數(shù)字，并都與數(shù)字計時器連接。當寬度一丁點物體通過光計時器連接。當寬度一丁點物體通過光電門時，光

8、線被電門時，光線被遮擋遮擋，數(shù)字計時器，數(shù)字計時器開始開始計時計時，當物體，當物體離開離開光線時光線時停止計時停止計時，這，這樣就可以記錄物體遮擋一個光電門光線樣就可以記錄物體遮擋一個光電門光線的短暫時間的短暫時間圖 1333 3數(shù)字計時器還可以記錄數(shù)字計時器還可以記錄物體經(jīng)過物體經(jīng)過兩個光電門之間的時間兩個光電門之間的時間。電磁打點計時器電磁打點計時器電火花打點計時器電火花打點計時器工作電壓：工作電壓：6V6V交流電交流電工作電壓：工作電壓：220V220V交流電交流電交流電的頻率為交流電的頻率為50HZ50HZ , ,所以周期為所以周期為0.02S0.02S打點計時器每隔打點計時器每隔0.

9、02S打一個點打一個點(打點周打點周期期)思考思考紙帶上記錄了哪些信息紙帶上記錄了哪些信息?如何將這些記錄點換成時間如何將這些記錄點換成時間?位置、時刻、位移、時間位置、時刻、位移、時間用直尺量出兩個記錄點間的距離即為位移用直尺量出兩個記錄點間的距離即為位移數(shù)出這兩點間包含的打點間隔數(shù)乘以數(shù)出這兩點間包含的打點間隔數(shù)乘以0.020.02秒即為時間秒即為時間 t=(n-1)T t=(n-1)T 其中其中n n是所打點跡數(shù)是所打點跡數(shù), , T=0.02s.T=0.02s.探究 紙帶的處理紙帶的處理 1.1.測平均速度測平均速度 請你用簡短的語言描述下圖所示每條紙請你用簡短的語言描述下圖所示每條紙

10、帶記錄的物體的運動情況帶記錄的物體的運動情況 1.1.運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點運動的物體帶動紙帶被打點計時器打上一系列的點, ,這些點的距離不一定相等這些點的距離不一定相等, ,但這些點能說明但這些點能說明 A A運動物體在一段時間內(nèi)的位移運動物體在一段時間內(nèi)的位移B B運動物體在一段時間內(nèi)的運動快慢運動物體在一段時間內(nèi)的運動快慢C C運動物體在某時刻的位置運動物體在某時刻的位置D D運動物體的運動性質(zhì)運動物體的運動性質(zhì) ( A B C D )( A B C D )課堂練習課堂練習2. 2. 通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均勻通過打點計時器得到的一條紙帶上的點子不均

11、勻, ,下列判斷正確的是下列判斷正確的是A A點子密集的地方物體的運動速度比較大點子密集的地方物體的運動速度比較大B B點子密集的地方物體的運動速度比較小點子密集的地方物體的運動速度比較小C C點子不均勻說明物體在做變速運動點子不均勻說明物體在做變速運動D D點子不均勻說明打點計時器有故障點子不均勻說明打點計時器有故障 ( B C )( B C )3.3.在你練習使用打點計時器時在你練習使用打點計時器時, ,小車拖動紙帶并在上小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點面打下一系列的小點, ,根據(jù)你所打出紙帶根據(jù)你所打出紙帶, ,在判斷紙帶在判斷紙帶表示的運動是勻速直線運動還是變速直線運動時表示的運動

12、是勻速直線運動還是變速直線運動時 A A應通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷？應通過測量紙帶表示的運動的全程來判斷？B B必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷必須通過計算任意兩點間的平均速度來判斷C C必須通過計算全程的平均速度來計算必須通過計算全程的平均速度來計算D. D. 可以通過測量每相鄰兩點間的距離可以通過測量每相鄰兩點間的距離, ,看其是否相同看其是否相同來判斷來判斷 ( D )( D )1. 1. 電磁打點計時器中怎樣安放復寫紙和紙帶電磁打點計時器中怎樣安放復寫紙和紙帶? ?將復寫紙?zhí)自趶蛯懠埗ㄎ讳N上將復寫紙?zhí)自趶蛯懠埗ㄎ讳N上,推動調(diào)節(jié)片可推動調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復寫紙位置以調(diào)節(jié)復寫紙

13、位置.將紙帶從復寫紙圓片下穿將紙帶從復寫紙圓片下穿過即可過即可. 2. 2. 振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況? ? （1）調(diào)整復寫紙位置或更換復寫紙。）調(diào)整復寫紙位置或更換復寫紙。 （2）調(diào)整打點計時器。）調(diào)整打點計時器。 （3）可能是選擇的）可能是選擇的46V的電壓太低的電壓太低,可適當調(diào)高可適當調(diào)高電壓電壓,但不得超過但不得超過10V 3.3.為什么要先打開電源讓打點計時器先工為什么要先打開電源讓打點計時器先工作作1 12s2s再松手打紙帶再松手打紙帶? ?可不可以先松手再可不可以先松手再打開打點計時器的電源打開打點計時器的電源? ? 打點計時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的打點計時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的時間才能穩(wěn)定