第四节　实验：用打点计时器测速度.

Presentation on theme: "第四节　实验：用打点计时器测速度."— Presentation transcript:

1 第四节　实验：用打点计时器测速度

2 课标定位 学习目标：1.学会使用打点计时器． 2．学会利用打出的纸带求瞬时速度． 3．能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动情况． 4．会用图象表示速度随时间变化的规律． 重点难点：1.打点计时器的正确使用． 2．掌握测速度的方法．

3 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
第四节 　实验 ：用打点计时器测速度 课前自主学案 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练

4 1．了解打点计时器的结构、原理及使用方法． 2．会用纸带求速度及根据v－t图象处理数据．
课前自主学案 【实验目的】 1．了解打点计时器的结构、原理及使用方法． 2．会用纸带求速度及根据v－t图象处理数据．

5 【实验原理】 1．打点计时器的原理及使用 电火花计时器 电磁打点计时器 结构 图示

6 电火花计时器 电磁打点计时器 工作 电压 220 V交流电 6 V交流电 打点 方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 周期 0.02 s 记录 信息 位移、时间

7

8 图1－4－1

9 计算出的平均速度会更接近C点的瞬时速度，然而两点距离过小，测量误差就会增大，所以两点间位移太大或太小都不合适，应该根据实际情况选取合适的两个点，一般选取距C点最近的两个点来求两点间的平均速度．

10 【实验器材】 　打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸． 【实验步骤】 1．把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面． 2．把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V的低压交流电源上．

11

12 7．把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D…作为“计数点”，如图1－4－2所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….

13 核心要点突破

14 把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速直线运动.
位置 A B C D E F (xn＋xn＋1)/(m) v/(m·s－1)

15 2．利用v－t图象分析物体的运动 (1)v－t图象的作法 用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系．根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图1－4－3所示的v－t图象． (2)v－t图象的意义v－t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹． 图1－4－3

16 (3)匀速直线运动的v－t图象 ①匀速直线运动的v－t图象是与时间轴平行的直线，如图1－4－4所示，直线a、b分别表示va＝4 m/s，vb＝8 m/s. 图1－4－4

17 ②从匀速直线运动的v－t图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在v－t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图1－4－5中画斜线的部分．

18 (4)图象法是处理实验数据的常用方法．运用图象处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等．
二、误差分析 1．利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差．为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度．

19 2．分段测量计数点间的位移x带来误差．减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离．
3．计数点间的时间Δt搞错．计数点间涉及到n个打印点，计数点间的时间间隔为Δt＝(n－1)×0.02 s．而非Δt＝n×0.02 s. 4．作v－t图象不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差．

20 三、注意事项 1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象． 2．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带． 3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集． 4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．

21 5．使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．
6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源． 7．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移 ，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．

22 课堂互动讲练 打点计时器的使用 类型一 电磁打点计时器的工作电压是________，电火花计时器的工作电压是________，当电源频率是50 Hz时，它们每隔________s打一次点．使用电磁打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸要放在纸带的__________面；打点时应先________，稳定后，再让纸带运动． 例1

23 【精讲精析】 打点计时器分为两种，电磁打点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用220 V交流电，电源频率为50 Hz时，每隔0
【精讲精析】　打点计时器分为两种，电磁打点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用220 V交流电，电源频率为50 Hz时，每隔0.02 s打一个点，电磁打点计时器靠振针和复写纸打点，纸带应穿过限位孔，放在复写纸下面，拉动纸带前，应先接通电源． 【答案】　6 V以下　220 V　0.02　限位孔　上　接通电源 【方法总结】　两种计时器的区别：(1)工作电压不同；(2)工作原理不同；(3)打点方式不同．

24 A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源 B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路
对实验操作及步骤的考查 类型二 (2011年杭州高一检测)在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中，某同学有如下操作步骤，其中错误的步骤是____________________，有遗漏内容的步骤是________________． A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，松开纸带后再接通电源 B．将打点计时器固定在平板上，并接好电路 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码 例1

25 D．取下纸带 E．放手，使小车在平板上运动 F．将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔 将以上步骤完善后合理的序号排列为____________． 【精讲精析】　合理的步骤如下： B．将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端，并接好电路

26 C．把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮下面悬挂适当的钩码
A．拉住纸带，将小车移至靠近打点计时器处，接通电源 E．放手，使小车在平板上运动 D．断开电源，取下纸带 【答案】　AB　D　BFCAED 【方法总结】　学会打点计时器的使用是本节的一个重要内容，打点计时器的使用步骤是要严格遵守的，不能混乱．

27 实验数据的处理 类型三 (2011年莆田高一检测)如图1－4－6所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…，现在量得0、1间的距离x1＝5.18 cm,1、2间的距离x2＝4.40 cm,2、3间的距离x3＝3.62 cm,3、4间的距离x4＝2.78 cm,4、5间的距离x5＝2.00 cm,5、6间的距离x6＝1.22 cm(f＝50 Hz)． 例3 图1－4－6

28 (1)根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中.
位置 1 2 3 4 5 v/m·s－1 (2)根据(1)中表格，在图1－4－7中画出小车的速度－时间图象，并说明小车速度变化特点． 图1－4－7 【思路点拨】　求某点的速度时，我们用相邻两点间的平均速度代替．

29

30 将数值填入表格如下 位置 1 2 3 4 5 v/m·s－1 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 (2)描点并连线得小车的速度－时间图象 由图象可见，小车速度均匀减小． 图1－4－8

31 【答案】　见精讲精析 【方法总结】　在以后的学习中，将会证明：用一段时间内的平均速度可以代表该段时间中间时刻的瞬时速度．