《高中物理_1-4实验用打点计时器测速度精品课件_新人教版必修1讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理_1-4实验用打点计时器测速度精品课件_新人教版必修1讲解（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 实验：用打点计时器测速度,1构造：线圈、永久磁铁、振片、振针、限位孔、复写纸、纸带等，如下图所示,2电磁打点计时器使用交流电源，电压在6V以下 3工作原理：接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动其上的振针上下振动这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上打上一系列的点 4当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点 5使用电磁打点计时器时，通电以前，把纸带穿过限位孔再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的
2、振针上下振动,1电火花计时器使用交流电源，工作电压是220V. 2电火花计时器的构造如下图所示主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成,3计时原理： 电火花计时装置中有一将正弦式交变电流转化为脉冲式交变电流的装置当计时器接通220V交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针和接负极的纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹当电源的频率为50Hz时它每隔0.02s打一个点,4两种计时器的比较：,5、注意事项： 打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。 使用计时器打点时，应先接通
3、电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。 释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。,3实验步骤：把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带是否已经正确地穿过限位孔，墨粉纸盘是否夹在两条纸带中间把计时器上的电源插头插在220V的交流电源上按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸带上就打了一系列小点取下纸带，从能看得清的某个点开始，数一数纸带上共有多少个点如果共有n个点，点的间隔数为(n1)个，用t0.02s(n1)就可以
4、算出纸带的运动时间用刻度尺测量一下打下这些点时，纸带通过的距离x有多长,3注意事项 (1)在实际计算中并不是x越小越好，因为x过小会使测量误差较大，因此应根据实际情况选取两点来测量x. (2)如图所示的纸带D，F两点间的平均速度，不但能代表E点的瞬时速度，还能代表D，F间其他点的瞬时速度,1以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，用描点法在坐标系中描出物体在各个时刻的速度，再用平滑的曲线将各点连接起来，就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线，叫速度时间图象 2速度时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律根据速度时间图象可以作出哪些判断或得出哪些结论？,(1)读出物体在某时刻的速度或物体的
5、某一速度所对应的时刻在右图中，0时刻的速度为v0，t时刻的速度为vt. (2)求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间在图中，0t时间内速度的变化量为vvtv0.,(3)判断运动方向根据速度的正、负判断运动方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动，在下图中，0t3时间内物体沿正方向运动，t4t6时间内，物体沿负方向运动,(4)比较物体速度变化的快慢在vt图象中，直线的倾斜程度(斜率)反映了物体速度改变的快慢，倾斜程度越大，表示速度改变得越快，倾斜程度越小，表示物体的速度改变得越慢，直线不倾斜(平行于时间轴)，表示物体的速度不变在图中，不难看
6、出，物体在0t1时间内比在t2t3时间内速度变化得慢，在t4t5时间内比在t5t6时间内速度变化得慢,例1在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面的内容 ( ) A所用电源是否符合要求 B纸带是否平整 C打点周期的等时性是否良好 D复写纸安装是否正确 答案：ABCD,典型例题解析,解析：选用合适的电源，是保证打点计时器安全、正常工作的前提；纸带是否平整，影响到纸带运动时受到的阻力，纸带平整时阻力比较小；打点周期性是否良好直接决定着实验结果的误差大小；复写纸的安装是否正确，影响着打点的清晰度根据以上分析可见，四个选项的内容都是实验前应该检查的,规律总结：使用打点计时器时，应注意以下几方面的问题
7、： (1)打点的频率等于交流电的变化频率 (2)振针过高、过低、过松均会影响打点的质量 (3)为保证打出的第1个点对应于物体运动的初始时刻，应先接通电源，后让物体开始运动,变式训练1 在使用打点计时器时，有关以下注意事项或实验操作，正确的内容是 ( ) A每打完一列点迹就要切断电源 B不要移动圆形复写纸片的位置 C纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面 D侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，这样能够提高纸带的利用率 答案：ACD,解析：每打完一列点就要切断电源，是为了防止线圈过热而损坏；圆形复写纸是套在定位轴上的，定位轴可以移动，每打完一列点后移动一下定位轴，以充分利用复写
8、纸的各个部位，可保证打点清晰；限位孔也可以侧向移动，但在移动时要保证两限位孔纵向对齐，移动后要把螺钉拧紧正确答案是A、C、D.,例2关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是 ( ) A点迹均匀，说明纸带做匀速运动 B点迹变稀，说明纸带做加速运动 C点迹变密，说明纸带做加速运动 D相邻两点间的时间间隔相等 答案：ABD,解析：打点计时器的振针打点的频率一定(50Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密,规律总结：(1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象 (2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情况 (3)若点与点之间的距离
9、相等，就可判断物体做匀速运动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运动，反之做减速运动,例3如图为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O点为第一个点，A、B、C、D为每隔两点选定的计数点根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点时刻纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？,答案：231.25cm/s 212.50cm/s 不能 不知时间 分析：根据平均速度和瞬时速度的定义式求解,例4如图所示是一个物体运动的vt图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的,(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度
10、？ (2)运动的方向是否变化？ (3)速度的大小是否变化？怎样变化？ 答案：(1)具有一定的初速度 (2)变化 (3)变化 先变大，再不变，再变小，最后反向变大,解析：(1)由题图可知，在t0时v0，所以物体具有一定的初速度 (2)在0t3这段时间内，速度为正值，说明物体沿正方向运动，t3时刻以后，速度为负值，说明物体沿与正方向相反的方向运动，所以物体运动的方向发生了变化 (3)速度的大小发生变化，在0t1时间内逐渐增大，t1t2时间内速度大小不变，t2t3时间内速度逐渐减小，在t3时刻速度为零，在t3时刻以后，速度反向，但大小又在逐渐增大,规律总结：图象能比较直观地表达物理规律，对于vt图象
11、应把握好以下几点：(1)判断速度的正负，t轴上方，速度为正，表示物体沿正方向运动；t轴下方，速度为负，表示物体沿负方向运动 (2)图象倾斜程度的理解：与t轴平行，则说明物体做匀速运动；在t轴上方且向上倾斜，则说明物体做加速运动，反之则为减速运动；在t轴下方且向上倾斜，则说明物体沿负方向做减速运动，反之则为沿负方向做加速运动,变式训练4 如图为某一物体运动的vt图象，下列结论中正确的是 ( ),AO到A的速度变化比B到C的速度变化慢 BAB平行于时间轴，则物体在AB这段时间内是静止的 CO到A的速度方向与B到C的速度方向相反 D物体的位移越来越大 答案：AD,解析：图象BC段的倾斜程度大于OA段的倾斜程度，则说明BC段速度变化快，因此A对；AB平行于t轴，则说明在AB段物体做匀速运动；OA段与BC段都在t轴上方，物体的速度均为沿正方向运动，因此C错D对,
