实验:用打点计时器测速度 [目标定位].了解两种计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用.掌握 测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.会用图象表示速度随时间变化 的规律 预习导学梳理·识记·点拨 了解打点计时器 作用及分类 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,当电源频率为时,它每隔打 次点,打点计时器和纸带配合,可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位 移,供高中学生实验用的计时器有申磁打点计时器和申火花计时器两种 电磁打点计时器 工作电压:以下的交流电源; O原理:接通交流电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来, 带动其上的振钍上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留 下一行小点 .电火花计时器 工作电压:交流电源 O原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的静脉电流经放电 针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上打出一行点迹 两种计时器误差比较 电火花计时器使用中运动阻力极小,因而系统误差较小 想一想: 计时器打点时,计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响,用哪种 打点计时器做实验时,实验误差更小呢? 答案因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的,所以对纸带的运 动带来的阻力很小,使系统误差更小 用打点计时器测量平均速度 根据三可求出任意两点间的平均速度,其中△是纸带上两点间的距离,△ 是这两点间的时间间隔
实验：用打点计时器测速度 [目标定位] .了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用.掌握 测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.会用图象表示速度随时间变化 的规律． 一、了解打点计时器 ．作用及分类 打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为 时，它每隔打 一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位 移，供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种． ．电磁打点计时器 ()工作电压：以下的交流电源； ()原理：接通交流电源后，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留 下一行小点． ．电火花计时器 ()工作电压：交流电源； ()原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的静脉电流经放电 针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹． ．两种计时器误差比较 电火花计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小． 想一想： 计时器打点时，计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种 打点计时器做实验时，实验误差更小呢？ 答案 因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运 动带来的阻力很小，使系统误差更小． 二、用打点计时器测量平均速度 根据＝可求出任意两点间的平均速度，其中Δ是纸带上两点间的距离，Δ 是这两点间的时间间隔．
想一想: 如果纸带上的点迹分布不均匀,点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较 小 答案较小 、用打点计时器测量瞬时速度 纸带上某一位置的瞬时速度,可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移 △内的平均速度表示,即根据=,当Δ或Δ较小时,用这个平均速度代表纸带经 过该位置的瞬时速度 如图所示,点的瞬时速度可用、两点间的平均速度代表,即= △r=0.08s 想一想 在上图中,用段和段求出的平均速度,哪一个更接近点的瞬时速度 答案因为当Δ或Δ较小时,求得的平均速度更接近某点的瞬时速度,所以 段求出的平均速度更接近点的瞬时速度 四、用图象表示速度 速度时间图象(图象):用来描述速度随时间变化关系的图象,图象上的点 反映某一时刻的瞬时速度 想一想: 利用图象处理实验数据的好处是什么? 答案用图象法处理数据更直观、更具体、更方便 五、实验器材: 电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、交流电源(电磁打点计时器使用 学生电源)、刻度尺、纸带、墨粉纸盘(复写纸)、导线、坐标纸 课堂讲义三理解·深化·探究
想一想： 如果纸带上的点迹分布不均匀，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较 小？ 答案 较小 三、用打点计时器测量瞬时速度 纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移 Δ内的平均速度表示，即根据＝，当Δ或Δ较小时，用这个平均速度代表纸带经 过该位置的瞬时速度． 如图所示，点的瞬时速度可用、两点间的平均速度代表，即＝. 图 想一想： 在上图中，用段和段求出的平均速度，哪一个更接近点的瞬时速度？ 答案 因为当Δ或Δ较小时，求得的平均速度更接近某点的瞬时速度，所以 段求出的平均速度更接近点的瞬时速度． 四、用图象表示速度 速度时间图象(图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象，图象上的点 反映某一时刻的瞬时速度． 想一想： 利用图象处理实验数据的好处是什么？ 答案 用图象法处理数据更直观、更具体、更方便． 五、实验器材： 电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、交流电源(电磁打点计时器使用 学生电源)、刻度尺、纸带、墨粉纸盘(复写纸)、导线、坐标纸
实验步骤 了解电火花计时器的结构,然后把它固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把 纸带放到墨粉纸盘的下面 把计时器接到的交流电源上 接通电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭 电源 取下纸带,从能看得清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点.如果 共有个点,则用△=×(一)计算出纸带的运动时间△ 用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δ,利用=计算纸带在这段 时间内的平均速度.把测量和计算的结果填入表中 实验点数点划分出的间运动时间位移平均速度 次数n隔数n-1△/s△x/s(m·s-) 123 二、数据处理 利用打点计时器测量瞬时速度 O取一条点迹清晰的纸带便于分析测量 O从纸带上能看得清的某个点作为起始点,以后的点分别标上、、…,如 图所示,测出各点到点的距离,算出、 的距离、、、…… )OxiA X2B Xyc xa d Is E X6 F X7 gg 打点计时器打点的周期为 O、、、……各点的瞬时速度分别为=
一、实验步骤 ．了解电火花计时器的结构，然后把它固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把 纸带放到墨粉纸盘的下面． ．把计时器接到 的交流电源上． ．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭 电源． ．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点．如果 共有个点，则用Δ＝×(－) 计算出纸带的运动时间Δ. ．用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δ，利用＝计算纸带在这段 时间内的平均速度．把测量和计算的结果填入表中． 二、数据处理 ．利用打点计时器测量瞬时速度 ()取一条点迹清晰的纸带便于分析测量． ()从纸带上能看得清的某个点作为起始点，以后的点分别标上、、、、…，如 图所示，测出各点到点的距离，算出、、、……的距离、、、……. 图 打点计时器打点的周期为. ()、、、、……各点的瞬时速度分别为＝、 ＝、＝、＝、……
把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速运动. 位置 ABCDEF v/(m·s-1) 图 图象法表示速度 O用横轴表示时间,纵轴表示速度,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,即得到如图所示的图象 O图象的意义 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况,但它并不是物体运动的轨 、注意事项 使用电火花打点计时器时,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 使用打点计时器时,应使物体停在靠近打点计时器的位置 使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定之后,再 拉动纸带;打点之后应立即关闭电源 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之间的距离) 区别计时点和计数点: 计时点是打点计时器在纸带上打出来的点 计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点,一般相邻两个计数点之间还 有若干个计时点.计数点一般不是从第一计时点开始的,而是选择点迹清晰、与 相邻的计时点间距适中的点开始
把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动. 图 ．图象法表示速度 ()用横轴表示时间，纵轴表示速度，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，即得到如图所示的图象． ()图象的意义 图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它并不是物体运动的轨 迹． 三、注意事项 ．使用电火花打点计时器时，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． ．使用打点计时器时，应使物体停在靠近打点计时器的位置． ．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定之后，再 拉动纸带；打点之后应立即关闭电源． ．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之间的距离)． ．区别计时点和计数点： 计时点是打点计时器在纸带上打出来的点； 计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还 有若干个计时点．计数点一般不是从第一计时点开始的，而是选择点迹清晰、与 相邻的计时点间距适中的点开始．
区别打点周期和计时周期: 打点周期:两个相邻的计时点的时间间隔,即交流电源的周期,一般为; 计数周期:两个相邻的计数点的时间间隔,若相邻两个计数点之间还有(-) 个计时点,则计数周期为= 例(~桂林高一期中)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移.下面是没 有按操作顺序写的不完整的实验步骤,按照你对实验的理解,在各步骤空白处填 上适当的内容,然后按实际操作的合理步骤,将各步骤的字母代号顺序写在空白 在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低 压(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上 把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过(填“插孔”或“限位孔”), 并压在(填“白纸”或“复写纸”)下面 用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离△ 切断电源,取下纸带,如果共有清晰的点,则这段纸带记录的时间△= 打开电源开关,再用手水平地拉动纸带,纸带上打下一系列小点 .利用公式=计算纸带运动的平均速度 实验步骤的合理顺序是. 解析打点计时器使用交流电;把电磁打点计时器固定在桌子上,让纸带穿 过限位孔,并压在复写纸下面;若打个点,则有(一)个时间间隔,故这段纸带记 录的时间△=×(-)=;实验步骤的排列一般要先安装器材然后进行实验的思 路进行,故实验步骤的合理顺序是: 答案交流限位孔复写纸 例(~海南文昌高一段考)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用 打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出、、、、共个 计数点.其相邻点间的距离如图所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔 为.(本题计算结果均保留位有效数字) 62m43cm520cm59m6.80m 762cm 图
．区别打点周期和计时周期： 打点周期：两个相邻的计时点的时间间隔，即交流电源的周期，一般为 ； 计数周期：两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻两个计数点之间还有(－) 个计时点，则计数周期为＝ . 例 (～桂林高一期中)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没 有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填 上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白 处． ．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低 压(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上． ．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过(填“插孔”或“限位孔”)， 并压在(填“白纸”或“复写纸”)下面． ．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δ. ．切断电源，取下纸带，如果共有清晰的点，则这段纸带记录的时间Δ＝. ．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点． ．利用公式＝计算纸带运动的平均速度． 实验步骤的合理顺序是． 解析 打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿 过限位孔，并压在复写纸下面；若打个点，则有(－)个时间间隔，故这段纸带记 录的时间Δ＝×(－)＝ ；实验步骤的排列一般要先安装器材然后进行实验的思 路进行，故实验步骤的合理顺序是：. 答案 交流 限位孔 复写纸 例 (～海南文昌高一段考)某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用 打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出、、、、、、共个 计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔 为 ．(本题计算结果均保留位有效数字) 图
O)在实验中,使用打点计时器操作步骤应先再(选填“释放纸带”或“接通 电源”). 0)每两个计数点间还有个点没有标出 O)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔测一次速度,计算出打下、 个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表 E 数值(m/s) 0.6400.721 O将、、、各个时刻的瞬时速度标在图直角坐标系中,并画出小车的瞬时速 度随时间变化的关系图线 v/m·S 0.3 图 解析(在实验中,使用打点计时器操作步骤应先接通电源,再释放纸带; 0)每两个计数点间还有=一=一=个点没有标出 O图线如下
() 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先再(选填“释放纸带”或“接通 电源”)． () 每两个计数点间还有个点没有标出． () 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔 测一次速度，计算出打下、、 三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表． ()将、、、、各个时刻的瞬时速度标在图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速 度随时间变化的关系图线． 图 解析 () 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先接通电源，再释放纸带； () 每两个计数点间还有＝－＝－＝个点没有标出． ()＝＝m； ＝＝m； ＝＝m. ()图线如下：
0.3 0.10.20.3 答案O接通电源释放纸带0O O见解析 例如图所示是某质点做直线运动的图象,试回答: 、段质点分别做什么运动? 0质点在末的速度多大 解析O根据题中图象可知在段速度随时间不断增加,所以段表示质点做加 速运动;在段速度不随时间而变化,所以段表示质点做匀速运动;在段速度随时 间不断减少,所以段表示质点做减速运动 O质点在末的速度由题中图象可知是m 答案段表示质点做加速运动;段表示质点做匀速运动;段表示质点做减 速运动.Om
答案 ()接通电源 释放纸带 () () ． ()见解析 例 如图所示是某质点做直线运动的图象，试回答： 图 ()、、段质点分别做什么运动？ ()质点在 末的速度多大？ 解析 ()根据题中图象可知在段速度随时间不断增加，所以段表示质点做加 速运动；在段速度不随时间而变化，所以段表示质点做匀速运动；在段速度随时 间不断减少，所以段表示质点做减速运动． ()质点在 末的速度由题中图象可知是 m. 答案 ()段表示质点做加速运动；段表示质点做匀速运动；段表示质点做减 速运动． ()m 虽然在学习的过程中会遇到许多不顺心的事，但古人说得好——吃一堑，长一智。多了一次失败，就多了一次教训；多了一次挫折，就多了一次经验。没有失败和挫折的人，是永远不会成功 的。 快乐学习并不是说一味的笑，而是采用学生容易接受的快乐方式把知识灌输到学生的大脑里。因为快乐学习是没有什么大的压力的，人在没有压力的情况下会表现得更好。青春的执迷和
坚持会撑起你的整个世界，愿你做自己生命中的船长，在属于你的海洋中一帆风顺，珍惜生命并感受生活的真谛！ 老师知道你的字可以写得更漂亮一些的，对吗,智者千虑，必有一失；愚者 千虑，必有一得,学习必须与实干相结合,学习，就要有灵魂，有精神和有热情，它们支持着你的全部！灵魂，认识到自我存在，认识到你该做的是什么；精神，让你不倒下，让你坚强，让你不 畏困难强敌；热情，就是时刻提醒你，终点就在不远方，只要努力便会成功的声音，他是灵魂与精神的养料，它是力量的源泉