1.41.4实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度 一、两种打点计时器 P19-20•电磁打点计时器电磁打点计时器电火花计时器电火花计时器打点计时器的介绍 flash 电磁打点磁打点计时器器电火花火花计时器器结构构图示示工作工作电压 电磁打点磁打点计时器器电火花火花计时器器打点方式打点方式打点周期打点周期工作原理工作原理记录信息信息 •1、电磁打点计时器• •2、电火花计时器尖端放电尖端放电尖端放电尖端放电 电磁打点磁打点计时器器电火花火花计时器器结构构图示示工作工作电压6 V以下以下交流交流电220 V交流交流电 电磁打点磁打点计时器器电火花火花计时器器打点方式打点方式打点周期打点周期工作原理工作原理记录信息信息振振针周期性周期性上下振上下振动周期性周期性产生生电火花火花0.02 s (50Hz )0.02 s (50Hz )用限位孔限定用限位孔限定纸带，，复复写写纸压在在纸带的的上上面，面，通通电，振片，振片带动振振针打打点．若点．若纸带运运动，其上，其上就会留下一行小点就会留下一行小点使用使用时，墨粉，墨粉纸盘套在套在纸盘轴上，把上，把纸带穿穿过限位孔．限位孔．当接通当接通电源按下脉冲源按下脉冲输出开出开关关时，，计时器器发出的脉冲出的脉冲电流流经放放电针、墨粉、墨粉纸盘到到纸盘轴，，产生生火花放火花放电，于是，于是在运在运动的的纸带上就打出一行上就打出一行点迹点迹位移、位移、时间 3 3、操作步骤、操作步骤、操作步骤、操作步骤 P20P20 （（（（1 1）固定计时器）固定计时器）固定计时器）固定计时器 （（（（2 2）穿纸带）穿纸带）穿纸带）穿纸带 （（（（3 3）启动电源，拉纸带，随后）启动电源，拉纸带，随后）启动电源，拉纸带，随后）启动电源，拉纸带，随后立即关电源立即关电源立即关电源立即关电源 （（（（4 4）处理纸带：）处理纸带：）处理纸带：）处理纸带：从能看得清的某个点开始，往后数出若干个从能看得清的某个点开始，往后数出若干个从能看得清的某个点开始，往后数出若干个从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有点，如果共有点，如果共有点，如果共有n n个点，那么个点，那么个点，那么个点，那么n n个点的间隔数为个点的间隔数为个点的间隔数为个点的间隔数为n n－－－－1 1个，则纸带的运个，则纸带的运个，则纸带的运个，则纸带的运动时间动时间动时间动时间Δ Δt t＝＝＝＝( (n n－－－－1)×0.02 s.1)×0.02 s.视频 •二、打点计时器的作用二、打点计时器的作用• （（1）测时间）测时间• （（2）测位移）测位移• （（3）研究纸带）研究纸带 → 研究物体运动研究物体运动 1.测平均速度测平均速度 △△△△t t ＝？＝？＝？＝？△△△△x x ＝？＝？＝？＝？疏密与疏密与疏密与疏密与速度的速度的速度的速度的关系关系关系关系（（（（1 1）需测量的量：）需测量的量：）需测量的量：）需测量的量：（（（（2 2）关系式：）关系式：）关系式：）关系式：（（（（3 3）点越密，速度越小；点越稀，速度越大）点越密，速度越小；点越稀，速度越大）点越密，速度越小；点越稀，速度越大）点越密，速度越小；点越稀，速度越大 由纸带上的点判断物体运动性质由纸带上的点判断物体运动性质匀速匀速加速加速减速减速 2.2.瞬时速度瞬时速度原理：当所取的时间间隔越短，物体的平均原理：当所取的时间间隔越短，物体的平均速度越接近某点的瞬时速度速度越接近某点的瞬时速度v v。
如何测出如何测出E点点的瞬时速度？的瞬时速度？D DF F 0 01 12 23 3△ △x0△ △x1△ △x2△ △x3（（1）两点之间的时间间隔）两点之间的时间间隔T是多少？是多少？ 关于关于纸带位移测量纸带位移测量的注意事项的注意事项 为为尽尽量量减减小小刻刻度度尺尺在在测测量量相相邻邻计计数数点点间间位位移移的的大大小小的的过过程程中产生的误差，应该注意：中产生的误差，应该注意： (1)刻度尺的准确度要达到刻度尺的准确度要达到1 mm；；(2)不不要要分分段段测测量量相相邻邻两两点点的的位位移移，，应应尽尽可可能能一一次次测测量量完完毕毕并并分分别别测测出出第第一一个个计计数数点点到到其其他他各各计计数数点点的的位位移移，，且且读读数数时时应应估读到估读到mm以下一位．以下一位． 图1－－4－－4 三、用v－t图象分析实验数据 1．．v－－t图象图象 在在平平面面直直角角坐坐标标系系中中，，用用纵纵轴轴表表示示速速度度，，横横轴轴表表示示时时间间，，图图象象中中的的任任一一点点表表示示某某时时刻刻的的速速度度，，得得到到速速度度－－时时间间图图象象(v－－t图象图象)，简称速度图象．，简称速度图象． 2．．v－－t图象的意义图象的意义 v－－t图图象象反反映映的的是是速速度度随随时时间间的的变变化化关关系系，，它它并并不不是是物物体的运动轨迹．体的运动轨迹． 3．用．用v－－t图象描述纸带的运动图象描述纸带的运动 以以速速度度v为为纵纵轴轴，，时时间间t为为横横轴轴，，建建立立直直角角坐坐标标系系．．用用各各点点迹迹上上对对应应的的时时间间和和瞬瞬时时速速度度描描点点，，用用一一条条平平滑滑的的曲曲线线将将这这些些点点连连接接起起来来，，即即可可用用v－－t图图象象分分析析速速度度随随时时间间的的变变化化规规律律．． 4．匀速直线运动的．匀速直线运动的v－－t图象图象 (1)匀速直线运动的匀速直线运动的v－－t图象是图象是与时间轴平行的直线与时间轴平行的直线，如图所示．，如图所示．(2) 纵纵轴轴的的截截距距表表示示速速度度，，截截距距越越大大，，表表示示速速度度越越大大，，如如图图中中，，va＞＞vb.(3)匀匀速速直直线线运运动动的的图图线线与与时时间间轴轴所所围围的的面面积积表表示示该该时时间间内内物物体体的的位位移移．．图图中中的的阴阴影影部部分分面面积积S＝＝va·t，，va·t恰恰是是a物物体体在在t时时间间内内的位移，即的位移，即S＝＝x＝＝vat. 1．在使用打点计时器时应．在使用打点计时器时应( ) A．先接通电源，再使纸带运动．先接通电源，再使纸带运动 B．先使纸带运动，再接通电源．先使纸带运动，再接通电源 C．在使纸带运动的同时接通电源．在使纸带运动的同时接通电源 D．先使纸带运动或先接通电源都可以．先使纸带运动或先接通电源都可以 答案答案 A课堂练习课堂练习 2．下列说法正确的是．下列说法正确的是( )A．电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样．电磁打点计时器和电火花计时器的原理基本一样B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样C．．电电磁磁打打点点计计时时器器和和电电火火花花计计时时器器外外接接的的交交流流电电频频率率是是一一样的样的D．．电电磁磁打打点点计计时时器器和和电电火火花花计计时时器器打打点点的的时时间间间间隔隔都都是是0.02 s 解解析析 电电磁磁打打点点计计时时器器和和电电火火花花打打点点计计时时器器原原理理和和使使用用方方法法基基本本一一样样，，所所接接交交流流电电压压不不同同，，电电磁磁打打点点计计时时器器的的工工作作电电压为压为4 V～～6 V，电火花计时器外接的电压为，电火花计时器外接的电压为220 V. 答案答案 ACD 3．．运运动动物物体体拉拉动动穿穿过过打打点点计计时时器器的的纸纸带带，，纸纸带带上上打打下下一一列小点，打点计时器打下的点直接记录了列小点，打点计时器打下的点直接记录了( ) A．物体运动的时间．物体运动的时间 B．物体在不同时刻的位置．物体在不同时刻的位置 C．物体在相同时间内的距离．物体在相同时间内的距离 D．物体在不同时间内的位移．物体在不同时间内的位移 答案答案 ABD 4、、 某某同同学学在在用用打打点点计计时时器器做做实实验验时时，，得得到到的的纸纸带带如如图图所所示示，，这可能是因为这可能是因为( ) A．打点计时器错接在直流电源上．打点计时器错接在直流电源上 B．电源的电压不稳．电源的电压不稳 C．电源的频率不稳．电源的频率不稳 D．振针压得过紧．振针压得过紧 解解析析 正正常常情情况况下下，，振振针针应应该该恰恰好好敲敲打打在在限限位位板板上上，，这这样样在在纸纸带带上上才才能能留留下下点点．．当当振振针针与与复复写写纸纸的的距距离离过过大大时时，，振振针针可可能能打打不不到到复复写写纸纸，，这这时时会会出出现现有有时时有有点点，，有有时时无无点点．．当当振振针针与与复复写写纸纸的的距距离离过过小小时时，，振振针针就就会会有有较较长长的的时时间间与与复复写写纸纸接触，这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段．接触，这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段． 答案答案 D 5．．打打点点计计时时器器所所用用的的电电源源是是50 Hz的的交交流流电电，，其其相相邻邻点点间间的的时时间间间间隔隔是是T，，若若纸纸带带上上共共打打出出N个个点点，，该该纸纸带带上上记记录录的的时间为时间为t，则，则( ) A．．T＝＝0.1 s，，t＝＝NT B．．T＝＝0.05 s，，t＝＝(N－－1)T C．．T＝＝0.02 s，，t＝＝(N－－1)T D．．T＝＝0.02 s，，t＝＝NT 答案答案 C 6．．我我国国使使用用的的交交流流电电的的频频率率是是50 Hz，，而而美美国国使使用用的的交交流流电电的的频频率率为为60 Hz，，同同样样的的纸纸带带实实验验，，纸纸带带长长度度、、拉拉动动纸纸带带的的速速度度完完全全相相同同，，在在我我国国和和美美国国两两地地区区所所得得到到的的纸纸带带上上被被打打点的个数点的个数( ) A．一样多 ．一样多 B．在美国多．在美国多 C．在我国多．在我国多 D．不能确定．不能确定 解解析析 长长度度、、拉拉动动速速度度完完全全相相同同的的纸纸带带运运动动的的时时间间出出相相同同，，频率越高，周期越小，打下的点个数就越多．频率越高，周期越小，打下的点个数就越多． 答案答案 B 7.打打点点计计时时器器所所用用电电源源的的频频率率为为50 Hz，，某某次次实实验验中中得得到到的的一一条条纸纸带带，，用用毫毫米米刻刻度度尺尺测测量量的的情情况况如如图图4－－5所所示示，，纸纸带带在在A、、C间间的的平平均均速速度度为为________m/s，，在在A、、D间间的的平平均均速速度度为为________m/s，，B点的瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于________m/s. 答案答案 0.35 0.42 0.35 8、、 图图是是甲甲、、乙乙两两物物体体运运动动的的速速度度图图象象，，下下列列说说法法正正确确的的是是( ) A．物体甲处于静止状态．物体甲处于静止状态 B．物体乙刚开始时以．物体乙刚开始时以5 m/s的速度与甲物体同向运动的速度与甲物体同向运动 C．物体乙在最初．物体乙在最初3 s内的位移是内的位移是10 m D．物体乙在最初．物体乙在最初3 s内的路程是内的路程是10 m答案答案 BD 9．．若若一一质质点点从从t=0开开始始由由原原点点出出发发，，其其v-t图图象象如如图图所所示示，，则该质点则该质点( ) A．当．当t＝＝1 s时，离原点最远时，离原点最远 B．当．当t＝＝2 s时，离原点最远时，离原点最远 C．当．当t＝＝3 s时，回到原点时，回到原点 D．当．当t＝＝1 s时，回到原点时，回到原点 解解析析 这这是是一一个个速速度度－－时时间间图图象象，，故故曲曲线线与与t轴轴所所夹夹面面积积表表示位移大小，所以示位移大小，所以2 s末离原点最远，末离原点最远，4 s末回到原点．末回到原点． 答案答案 BD 10．．用用接接在在50 Hz交交流流电电源源上上的的打打点点计计时时器器测测定定小小车车的的运运动动情情况况．．某某次次实实验验中中得得到到一一条条纸纸带带如如图图所所示示，，从从比比较较清清晰晰的的点点起起，，每每5个个打打印印点点取取一一个个计计数数点点，，分分别别标标明明0、、1、、2、、3、、…量量得得0与与1两两点点间间的的距距离离x1=30 mm，，2与与3两两点点间间的的距距离离x2=48 mm，，则则小小车车在在0与与1两两点点间间的的平平均均速速度度为为v1= m/s，，在在2与与3两两点点间间的的平平均均速速度度v2= m/s.据据此此可可判判定定小小车车做做_____运动．运动． 答案 答案 0.3 0.48 加速 加速 。