《实验：用打点计时器测速度》课件(2)

1、1.1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本构造、理解其了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本构造、理解其基本工作原理基本工作原理。2 2. .经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。点计时器。3 3. .会根据纸带上的点迹计算运动的平均速度。理解平均速会根据纸带上的点迹计算运动的平均速度。理解平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。时速度。4.4.能运用实验数据描绘能运用实验数据描绘v-t图象，并会根据画出的图象图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变

2、化特点描绘物体运动速度的变化特点。我国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史我国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？很悠久。从古至今你知道哪些计时器？你左手拿一块表，右手你左手拿一块表，右手拿一支笔，请你同桌拉拿一支笔，请你同桌拉动一张宽约动一张宽约1cm1cm的长纸带，的长纸带，使纸带在你的笔下沿着使纸带在你的笔下沿着直线向前移动，每隔直线向前移动，每隔1s1s用笔在纸上点一个点。用笔在纸上点一个点。思考一下，相邻两点间思考一下，相邻两点间的距离跟纸带的速度有的距离跟纸带的速度有什么关系？如果牵动纸什么关系？如果牵动纸带的快慢不均匀，对相带的快慢不

3、均匀，对相邻两点间的时间有没有邻两点间的时间有没有影响？影响？纸带速度越大，相邻两点间的距离越大纸带速度越大，相邻两点间的距离越大纸带速度与相邻两点的时间无关纸带速度与相邻两点的时间无关一、电磁打点计时器一、电磁打点计时器电磁打点计时器是一种使用低压交流电的计时仪电磁打点计时器是一种使用低压交流电的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是器，其结构如图所示。它的工作电压是4 46V6V。电源频率是电源频率是50Hz50Hz时，它每隔时，它每隔0.02s0.02s打一个点。打一个点。永久磁铁永久磁铁限位孔限位孔纸带纸带线圈线圈振针振针振片振片复写纸复写纸定定位位轴轴压纸框架压纸框架说一说：说一说

4、：电磁打点计时器的构成电磁打点计时器的构成1.1.电磁打点计时器使用的是什么电源？工作电压电磁打点计时器使用的是什么电源？工作电压是多少？是多少？3.3.纸带是如何安装的？它是怎样在纸带上留下一行纸带是如何安装的？它是怎样在纸带上留下一行小点的？小点的？4.4.点不清晰或打不出点的可能原因？点不清晰或打不出点的可能原因？2.2.我国交流电的频率为我国交流电的频率为50Hz,50Hz,使用这种电源时使用这种电源时, ,每每隔多长时间打一个点隔多长时间打一个点, ,即相邻两个点之间的时间即相邻两个点之间的时间间隔是多少间隔是多少? ?二、二、电火花计时器电火花计时器注意：电火注意：电火花计时器和花

5、计时器和电磁打点计电磁打点计时器的区别时器的区别 电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在低盘而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V220V交流电源时，交流电源时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针，墨粉纸盘到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。于是在运动的纸带上就接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是打出一列点迹。当电源频率是50Hz50Hz时

6、，它每隔时，它每隔0.02s0.02s打一打一次点。次点。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安装电火花计时器安装电火花计时器使用交流电使用交流电3.3.打点计时器的打点周期取决于什么因素？打点计时器的打点周期取决于什么因素？1.1.电磁打点计时器和电火花计时器工作原理一样吗？电磁打点计时器和电火花计时器工作原理一样吗？2.2.这两者你认为哪种工作时可能引起更大的误差？这两者你认为哪种工作时可能引起更大的误差？4.4.打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息打点计时器打出的纸带可以记录哪些信息? ?三、关于打点周期三、关于打点

7、周期T1 1、打点计时器的打点周期、打点计时器的打点周期T T由输入电源的频率由输入电源的频率f f决定。决定。 频率频率f f：每秒打点的次数（赫兹：每秒打点的次数（赫兹HzHz） 周期周期T T：打一次点所经历的时间（秒：打一次点所经历的时间（秒s s） T=1/fT=1/f 2 2、我国交流电的、我国交流电的f f均为均为50Hz50Hz，故打点周期，故打点周期T=0.02sT=0.02s即：每隔即：每隔0.02s0.02s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0.02s0.02s相同点：相同点：打点周期相同：打点周期相同：T=0.02sT=0.02s1.

8、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：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3.3.精确度不同精确度不同四、打点计时器的作用四、打点计时器的作用1、直接测出：、直接测出：1）两点间

9、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）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+1五、练习使用打点计时器五、练习使用打点计时器1、固定打点计时器、固定打点计时器2、装好纸带，连接好电源、装好纸带，连接好电源3

10、、启动电源，拉纸带，、启动电源，拉纸带， 打完点后立即关闭电源打完点后立即关闭电源采取下列哪些措施，有利于减少纸带因受摩擦而产采取下列哪些措施，有利于减少纸带因受摩擦而产生的误差（生的误差（ ）A.A.改用改用6V6V直流电源直流电源B.B.电源电压越低越好电源电压越低越好C.C.用平整的纸带，不用皱折的纸带用平整的纸带，不用皱折的纸带D.D.纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜 CDCD 1.1.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.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.B.点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况

11、。点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C.C.点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。大小。D.D.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移。的位移。 ABDABD 2.2.接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻的关系应当是（的关系应当是（ ）A.A.先接通电源，后释放纸带先接通电源，后释放纸带 B.B.先释放纸带，后接通电源先释放纸带，后接通电源C.C.释放纸带的同时接通电源释放纸带的同时接通电源 D.D.先接通电源或先释放纸带都可以先

12、接通电源或先释放纸带都可以 A A六六、纸带的处理、纸带的处理1 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 （1 1）要测的量）要测的量（2 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 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平：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 E在内的一小段位移在内的一小段位移DGDG的平均速度的平均速度来表示点来表

13、示点E 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较大误差; ;选的太大，会影响瞬时速度的精确性；所以要根选的太大，会影响瞬时速度的精确性；所以要根据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

14、 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. .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 tx x0 0 x x1 1x x2 2x x3 3表表2 2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置位置0 01 12 23 3t/st/sv/(msv/(ms-1-1) )填写表格填写表格少了少了什么？什么？1.

15、1.图象特点：直观图象特点：直观2.2.常用作图法常用作图法: :（1 1）描点作图）描点作图 （2 2）根据函数关系式作图）根据函数关系式作图3.3.作图步骤：（作图步骤：（1 1）建系）建系 （2 2）描点）描点 （3 3）作图）作图七、用图象表示速度七、用图象表示速度用图象表示速度示例用图象表示速度示例位置位置0 01 12 23 34 45 56 67 78 8t/st/s0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.050.050.10.10.20.20.30.30.280.280.280.280.180.180.240.2

16、40.450.45v/(msv/(ms-1-1) )一一. .建系建系二二. .描点描点三三. .连线连线 作图作图0 1 2 3 4 5 6 7 80.60.50.40.30.20.1v/(msv/(ms- -1 1) )t/10t/10-1-1s s速度速度时间图象时间图象若打点计时器采用若打点计时器采用50Hz50Hz的交流电供电，关于计数点的交流电供电，关于计数点间的时间，下列说法正确的是（间的时间，下列说法正确的是（ ）A.A.纸带上纸带上5 5个连续点间运动的总时间为个连续点间运动的总时间为0.020.024s=0.08s4s=0.08sB.B.纸带上纸带上5 5个连续点间运动的总

17、时间为个连续点间运动的总时间为0.020.025s=0.1s 5s=0.1s C.C.选取的第一个点为计数点选取的第一个点为计数点1 1，到第，到第n n个点间运动的总个点间运动的总时间为时间为0.02ns0.02nsD.D.选取的第一个点为计数点选取的第一个点为计数点1 1，到第，到第n n个点间运动的总个点间运动的总时间为时间为0.020.02（n-1n-1）s s AD AD 1.1.一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的一学生在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为（不是圆点，而是一些短线，这可能是因为（ ）A.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.B.电源电压不稳定电源电压不稳定C.C.电源频率不稳定电源频率不稳定D.D.振针压得过紧振针压得过紧 D D 2 2电磁打点计时器是一种使用电磁打点计时器是一种使用_(_(填填“交流交流”或或“直流直流”) )电源的电源的_仪器，它的工作电压是仪器，它的工作电压是_V_V。当电源频率是。当电源频率是