《实验：用打点计时器测速度》

1、.时刻的瞬时速度近就越接运动描述越精确越小当内的平均速度间隔就是该运动物体在时间那么发生的位移这一时间间隔内到从如果能测量出运动物体思路分析ttttxxttt,:问题提出：如何测定运动物体在某一段时间内或问题提出：如何测定运动物体在某一段时间内或 某一时刻的运动快慢？某一时刻的运动快慢？.思考：如何记录物体运动过程的位置呢？思考：如何记录物体运动过程的位置呢？游戏：研究手运动的快慢游戏：研究手运动的快慢你的左手拿着一块表你的左手拿着一块表, ,右手拿着一枝铅笔你的同伴牵动一条右手拿着一枝铅笔你的同伴牵动一条宽约宽约1 cm1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移的长纸带，使纸带在你

2、的笔下沿着直线缓慢向前移动每隔动每隔1s1s你用铅笔在纸上点一个点。你用铅笔在纸上点一个点。看看怎样做看看怎样做?.1 、相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什、相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系么关系? 相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大2 、牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所、牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响表示的时间有没有影响? 纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响纸带上的点记录了与纸带相连的物体运动纸带上的点记录了与纸带相连的物体运动的时间及位移的时间及位移. 受到这个游戏的启发，人们设计制作了一种受到这个游戏的

3、启发，人们设计制作了一种能精确能精确记录运动物体在一定时间间隔内位移的记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，这就是打点计时器仪器，这就是打点计时器.观察电磁打点计时器并自主阅读课本观察电磁打点计时器并自主阅读课本19页相关内容，明页相关内容，明确它的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法确它的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法 一一 、电磁打点计时器、电磁打点计时器.电磁打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是什么？电磁打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是什么？请在图中分别指出请在图中分别指出.p1、电磁打点计时器的结构、电磁打点计时器的结构振针振针限位孔限位孔永久磁铁永久磁铁线圈线

4、圈振片振片纸带纸带复写纸复写纸.p2 、电磁打点计时器的、电磁打点计时器的工作原理工作原理. 电磁打点计时器是一种使用电磁打点计时器是一种使用_电电源 的 计 时 仪 器 工 作 电 压 为源 的 计 时 仪 器 工 作 电 压 为_当电源的频率是当电源的频率是50Hz时，时，它每隔它每隔_s打一次点通电以前，打一次点通电以前，把纸带穿过把纸带穿过_，再把套在定位，再把套在定位轴上的轴上的_压在纸带的上面压在纸带的上面p3、 使用说明使用说明交流交流46V0.02限位孔限位孔复写纸片复写纸片.交流与讨论交流与讨论n电磁打点计时器能否使用直流电源，为什么？电磁打点计时器能否使用直流电源，为什么？

5、不能，因为工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁不能，因为工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动。若使用直铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动。若使用直流电源振片将无法振动，打点计时器将打不出点。流电源振片将无法振动，打点计时器将打不出点。.1 1 避免长期工作导致的线圈发热而损坏避免长期工作导致的线圈发热而损坏n开启电源打点完毕后要及时关闭电源，开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？这样做有什么好处？2 不关闭电源，打点计时器会一直打点，不关闭电源，打点计时器会一直打点，这些多余的点难以区分，会影响我们分这些多余的点难以区分，会影响我们分析数据析

6、数据. 观察电火花计时器并阅读其使用说明书，明确它的结构、各部分观察电火花计时器并阅读其使用说明书，明确它的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法的名称、工作原理及使用方法二、电火花打点计时器二、电火花打点计时器.说一说：说一说：电火花计时器的构成电火花计时器的构成放电针放电针纸盘轴纸盘轴电源开关电源开关墨粉纸盘墨粉纸盘. 电火花打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是电火花打点计时器有哪些组成部分？各部分的名称是什么？请在图中分别指出什么？请在图中分别指出.结构结构墨粉纸盒墨粉纸盒纸带纸带插座插座.工作原理：工作原理： 当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时

7、器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的线带纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的线带上就打出一行点迹上就打出一行点迹. .p3、 使用说明：使用说明：电火花打点计时器是一种使用电火花打点计时器是一种使用_电源的计时仪器工电源的计时仪器工作电压为作电压为_当电源的频率是当电源的频率是50Hz时，它每隔时，它每隔_s打一次点打一次点交流交流220V0.02.三、三、关于打点周期关于打点周期T1、打点计时器的打点周期、打点计时器的打点周期T由输入电源的频率由输入电源的频率f决定。决定。 频率频率f：每秒打点的次数（赫兹：每秒打点的次

8、数（赫兹Hz） 周期周期T：打一次点所经历的时间（秒：打一次点所经历的时间（秒s） T=1/f 2、我国交流电的、我国交流电的f均为均为50Hz，故打点周期，故打点周期T=0.02s即：每隔即：每隔0.02s打一个点打一个点 相邻两个点之间的时间间隔为相邻两个点之间的时间间隔为0.02s.相同点：相同点：打点周期相同：打点周期相同：T=0.02s1.打点方式不同打点方式不同电磁打点计时器：利用振动的振针打点电磁打点计时器：利用振动的振针打点电火花计时器：利用火花放电打点电火花计时器：利用火花放电打点2.电源电压不同电源电压不同电磁打点计时器：电磁打点计时器：6V以下交流电以下交流电电火花计时器

9、：电火花计时器：220V交流电交流电振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍作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用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动两种打点计时器的共同点与不同点两种打点计时器的共同点与不同点3.精确度不同精确度不同.2两种打点计时器相比，哪个更好些？为什两种打点计时器相比，哪个更好些？为什么？么？电火花计时器可能会更好些，因为：电火花计时器可能会更好些，因为：(1)(1)电磁打点计时器打点时振针和纸带间的摩电磁打点计时器打点时振针和纸带间的摩擦较大而电火花计时器使用中运动阻力极小，擦较大而电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自

10、于纸带运动的本身，而不是这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的打点产生的. .(2)(2)电火花打点计时器的记时精度也远优于电电火花打点计时器的记时精度也远优于电磁打点计时器，同时它的操作简易，学生使用磁打点计时器，同时它的操作简易，学生使用安全可靠安全可靠.四、四、打点计时器的作用打点计时器的作用1、直接测出：、直接测出：1）两点间的时间间隔：）两点间的时间间隔：f为为50Hz时，相邻两点的时间间隔时，相邻两点的时间间隔t=1/f=0.02s 若共有若共有n个点，则有个点，则有 个时间间隔；个时间间隔； 若两点间间隔若两点间间隔n个点，则有个点，则有 个时间间隔。个时间间隔。2）

11、两点间位移：）两点间位移： 刻度尺测量，读数估读一位，注意单位统一刻度尺测量，读数估读一位，注意单位统一2、间接测出：、间接测出： 纸带速度（纸带的运动情况）纸带速度（纸带的运动情况） 物体运动情况物体运动情况n-1n+1.例例1 1 电磁打点计时器的打点周期取决于电磁打点计时器的打点周期取决于 ( )( )A A交流电压的高低交流电压的高低 B B交流电的频率交流电的频率C C永久磁铁的磁性强弱永久磁铁的磁性强弱 D D振针与复写纸间的距离振针与复写纸间的距离 B.要求：要求：（1）步骤正确）步骤正确.（2）点迹清晰，间距合适，有足够多的点）点迹清晰，间距合适，有足够多的点.五、练习使用打点

12、计时器五、练习使用打点计时器.操作步骤操作步骤纸带（3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源.（4 4）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出出若干个点。如果数出n n个点，这些点划分出来的时个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少间间隔数是多少? ?（5 5）用刻度尺测量出第一个点到第）用刻度尺测量出第一个点到第n n个点的个点的距离距离共共(n(n一一1)1)个，时间间隔个，时间间隔t=(n-1)0.02St=(n-1)0.02S.六、测量平均速度六、测量平均速度（1）需测量的量：）需测量的量：（2）关系式：）关系式：V=V=.交流

13、与讨论交流与讨论 问题问题1 1电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置的位置? ?将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置将纸带从复写纸圆片下穿过。调节复写纸位置将纸带从复写纸圆片下穿过。问题问题2 2振针打的点不清晰或打不出点可能是哪振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因些原因? ?怎样调整怎样调整? ?1 1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置其原来位

14、置.5 5：我选的电压在：我选的电压在4 V4 V和和6 V6 V的情况下，打点的清晰度有点差的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压2 2：可能是复写纸该换新的了：可能是复写纸该换新的了3 3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置置4 4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止直到打出点为止.六、六、纸带的处理纸带的处理1、测平均速度、测平均速度（一段时间或者一段位移的平均速度）（一段时间或者一段位移的平均速度）txv

15、（1）要测的量）要测的量（2）关系式）关系式点迹密集的地方速度小点迹密集的地方速度小点迹的疏密与纸带点迹的疏密与纸带速度大小有什么关速度大小有什么关系？系？.2、测瞬时速度、测瞬时速度：用包含测量点在内的一小段位移的：用包含测量点在内的一小段位移的平均速度来表示该测量点的瞬时速度平均速度来表示该测量点的瞬时速度（用包含了测量点（用包含了测量点E在内的一小段位移在内的一小段位移DG的平均速度的平均速度来表示点来表示点E的瞬时速度）的瞬时速度）包含测量点的位移取得太小，造成计时不便，且容易引起较包含测量点的位移取得太小，造成计时不便，且容易引起较大误差大误差; ;选的太大，会影响瞬时速度的精确性；

16、所以要根据选的太大，会影响瞬时速度的精确性；所以要根据实际情况实际情况选取这段位移选取这段位移。.x/x/t t可以大致表示可以大致表示DFDF间各点的瞬时速度，两边点离得间各点的瞬时速度，两边点离得越近算出的平均速度接近越近算出的平均速度接近E E点的瞬时速度，但过小的间距点的瞬时速度，但过小的间距也会增大测量的误差也会增大测量的误差. .注意：注意：用打点计时器测量瞬时速度用打点计时器测量瞬时速度.V VE E =V =VD-FD-F = =1.1.思想方法思想方法: :用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度某点的瞬时速度

17、. .所取的时间间隔越接近该点计算出所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确的瞬时速度就越精确. .2.2.测量原理：测量原理： 瞬时速度的求法瞬时速度的求法X Xt t.x x0 0 x x1 1x x2 2x x3 3填写表格填写表格.【小结】谈谈你本节课的学习体会【小结】谈谈你本节课的学习体会n知识方面知识方面n物理思想和研究方法方面物理思想和研究方法方面先记录后测量的方法先记录后测量的方法打点计时器xt,间接测量的思想间接测量的思想txv. 打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置研究纸带上的点子之间

18、的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况请你用简短的语言描述下1图所示每条纸带记录的物体的运动情况课堂训练课堂训练.课堂训练课堂训练 如图所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC = 14.2 mm，AD = 24.8 mm那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为_m/s，纸带在AD间的平均速度为_m/s；B点的瞬时速度更接近于_m/s. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16打点计时器实验误差讨论及纸带的分析打点计时器实验误差讨论及纸带的分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.对纸带上的点迹说法正确的是？对纸带上的点迹说法正确的是？A：点迹记录了物体运动的时间。：点迹记录了物体运动的时间。B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C：点迹