八方育才苑课件

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1、 问题问题1 1 如何描述物体的位置？如何描述物体的位置？ 坐标系坐标系问题问题2 2 如何描述物体的位置的变化？如何描述物体的位置的变化？ 位移位移问题问题3 3 如何描述物体的位置的变化的快慢？如何描述物体的位置的变化的快慢？ 速度速度高中物理高中物理 必修一必修一第一章运动的描述第一章运动的描述第四讲第四讲 用打点计时器测速度用打点计时器测速度【学习任务】 1、了解电磁打点计时器和电火花打点计时 器的基本构成，知道打点计时器的计时原理， 并学会使用打点计时器。 2、通过实例学会根据纸带上的点分析速度的 变化情况，并学会测定平均速度。 3、通过实例学会用打点计时器测量瞬时速度。 4、学会用

2、图象表示速度变化规律的方法，理 解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。一、两种打点计时器1. 电磁打点计时器的构造和工作原理：电磁打点计时器的工作原理电磁打点计时器是利用电磁感应原理打点 计时的一种仪器，当通过46V低压交流电时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动 ，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。2. 电火花打点计时器的构造和工作原理：电火花打点计时器的工作原理电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显

3、示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。3.两种打点计时器的区别1.打点方式不同：电磁打点计时器：利用振动的振针打点电火花计时器：利用火花放电打点2.电源电压不同：电磁打点计时器：6V以下交流电电火花计时器：220V交流电3.振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍作用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动.4.打点计时器的作用（1）测时间(电源频率50Hz，每隔

4、0.02秒打一个点)（2）记录物体的位置测位移（当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示运动物体在不同时间内的位移）例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，复写纸片可以转动，每打完一列点后转动一下复写纸片，以充分利用复写

5、纸的各个部位，可保证打点清晰；限位孔也可以侧向移动，移动后要把螺钉拧紧1.实验原理当纸带跟运动物体相连时，通过纸带可以测出x 和t，从而可根据公式 求物体在各段的平均速度；若t趋于零时，可以认为此时物体的平均速度等于物体的瞬时速度，因此，可以通过测量物体在较短时间内的位移来粗测瞬时速度。二、用打点计时器测速度2.操作步骤（1）固定计时器（2）穿好纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关闭电源3.注意事项1电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用6 V以下交流电源；电火花计时器使用220 V交流电源2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

6、之增大一点。3使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定工作时再用手拉纸带4手拉纸带时，速度应适当快一些，以防点迹太密集5复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰6使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两条纸带之间；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。7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4.实验数据处理（1）根据纸带分析物体的运动情况在纸带上相邻两点的时间间隔均为0.02 s (电源频率为50 Hz)，所以，点迹的密集程度就能够反映纸带的运动快慢：点迹密集的地方表示纸带运动的速度小，点迹稀疏的地方表

7、示纸带运动的速度大。ABCD例2 当纸带与运动物体相连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带 上点痕的说法中正确的是 ( )A点痕记录了物体运动的时间B点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C点痕在纸带上的分布情况反映了物体的质量和形状D纸带上点痕的分布情况反映了物体的运动情况答案：ABD解析：点痕可以记录物体的运动时间，相邻两点之间的时间间隔为0.02s，只要在纸带上数出间隔数n，就可求出运动的时间间隔n0.02s，所以A正确；物体的位置可以用纸带上对应的点来表示，用刻度尺测量位置对应点间的距离，可以得出物体的位移，所以B正确；纸带上点痕的疏密程度可以反映相同时间内通过的

8、距离，所以可以表示物体运动的快慢，因此D正确；点痕可以反映物体的运动情况，但是不能反映物体的质量和形状，因此C错误例3 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解析 打点计时器的振针打点的频率一定(50 Hz)，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，点迹变密答案 ABD例4 在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时

9、( )A应通过测量纸带表示的运动的全过程来判断B必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C必须通过计算全程的平均速度来计算D 可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断D（2）测量平均速度根据 ，求出任意两点间的平均速度，x为位移，即两点间的距离，t为两点间的时间，是两点间的时间间隔数与0.02 s的乘积。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。0 A B C D EX1X2X3X4X5XX XXX（3）粗略计算瞬时速度思想方法：用某段较短时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度。所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确.D DF FD DF FD DF F注:(1)如果

10、取离E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但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例5 如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：(1)在AC这段时间内的平均速度；(2)在B点的瞬时速度解析 (1)根据平均速度的定义，AC这段时间内的平均速度就等于A到C的位移跟所用时间的比值位移的大小可以从刻度尺上直接读出

11、：x4.00 cm，A到C共10个点，9个时间间隔，所以A到C所用的时间t0.02 s90.18 s，所以AC这段时间内的平均速度(2) 为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢，我们尽量在靠近B点的地方取得数据，例如取靠近B点的左右两个点，左边点在刻度尺上的读数是1.77 cm，右边点在刻度尺上的读数是2.65 cm，那么x2.65 cm1.77 cm0.88 cm，两点间相隔的时间为t0.02 s20.04 s，所以B点的瞬时速度 例6 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为每隔一点选定的计数点根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸

12、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 不知时间三、利用vt图象分析物体的运动1vt图象用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立平面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vt图象（1 1）建立平面直角坐标系）建立平面直角坐标系（2 2）描点）描点（3 3）拟合作图）拟合作图2. v-t图象的作用1.能读出速度v、时刻 t 的对应关系2.观察出速度v随时间 t 的变化关系3.能判断物体的运动规律注：vt图象非常直观地反映了

13、速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹3匀速直线运动的vt图象(1)匀速直线运动的vt图象是与时间轴平行的直线(2)从匀速直线运动的vt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xvt，在vt图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图中画斜线的部分例7 如图是一个物体运动的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？(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，最后反向变大例8 如图所示为某物体的vt图象，试说明该物体

14、的运动情况解析 04 s物体做加速运动，末速度为12 m/s；46 s物体做减速运动，末速度为0；67 s物体做反向加速运动，末速度大小为4 m/s；78 s物体做反向减速运动，末速度为0.规律总结：图象能比较直观地表达物理规律，vt图象中反映的物理量有：(1)某一时刻瞬时速度的大小，可以从图象上直接读出；(2) 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(3)匀速直线运动的图象是一条平行于t轴的直线(4)从匀速直线运动的速度时间图象中不仅可以看出速度的大小，而且可以求出位移，据位移公式xvt，在速度图象中位移就对应着边长分别为v和t的矩形的面积. (5)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小结 1.电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器。 2.利用打点计时器打出的纸带可测量求解平均速度和瞬时速度，研究物体的运动。 3.v-t 图象形象地表示做直线运动物体的速度随时间的变化的规律。