专题课：用打点计时器测平均速度

学校班级姓名 日期第一章运动的描述专题课：用打点计时器测速度•••目标导航•••掌握打点计时器的使用方法.会根据纸带上点迹的疏密程度判断速度的大小，计算物体运动的平均速度理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这个思想方法计算瞬时速度能运用实验数据描绘v-t图象，并根据画出的图象说明物体运动的快慢.♦♦♦课前预习♦♦♦〖自主学习〗打点计时器电磁打点计时器是一种记录运动物体在一内发生 的仪器，它使用电源，由学生电源供电，工作电压在以下.当电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点.使用打点计时器时，纸带应穿过 ，复写纸应套在，并要放在纸带的面；应把 电源用导线接在上；打点时应先，再让纸带运动.电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，也使用电源，工作电压为，不过它利用在纸带上打出点迹，纸带运动时受到的阻力，实验误差也 .用打点计时器测量平均速度在纸带上选取两个相近的点，测出位移软和时间&，则是纸带在这段时间上的平均速度，时间越短，平均速度越接近于某一点的瞬时速度.因此当时间较短时，其平均速度可以表示★★★课堂突破★★★〖探究1〗打点计时器的认识与使用(1)打点计时器是一种什么仪器？(2)打点计时器的基本原理是什么？打点计时器的打点周期是多大？为什么？

〖典例1〗打点计时器的打点周期取决于(B.交流电的频率DB.交流电的频率D.振针与复写纸间距离C.永久磁铁的磁性强弱〖探究2〗利用纸带判断物体的运动情况两位同学进行竞走比赛，为了了解他们的加速过程，体育老师让两位同学分别拿着底部穿孔、滴水比较均匀的饮料瓶一起竞走，然后通过地上的水印分析他们的速度变化情况，你知道其中的道理吗？〖典例2〗当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的)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或某段时间内的位移点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况〖探究3〗用打点计时器测量平均速度与瞬时速度从纸带上选取一段为研究对象找出对应的位移^x和时间△'算出这两点的平均速度心测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法来进行的如图所示，要测量E点的瞬时速度，可以选取较为靠近E点的两个点如D、F两点，Ax根据D、F两点间的位移Ax和时间&，计算出纸带在这两点间的平均速度宁，用这At个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.血=0,06»理论上来说，D、F离E点越近，DF段上纸带的运动越接近于匀速，算出的平均速度就越接近矿点的瞬时速度，然而D、F两点距离过小测量误差就会增大，所以应根据实际情况选取这两个点.〖典例3〗(1)利用打点计时器打出的纸带( )能准确地求出某点的瞬时速度只能粗略地求出某点的瞬时速度能准确地求出某段时间内的平均速度可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度(2)如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，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=14.0mm,AD=25.0mm.那么由此可以算出纸带在AC间的平匀速度为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.hnihiiih山li山||||山山||讪山■• • ■AB C D▲▲▲当堂展示▲▲▲1、电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压是 V，电火花计时器的工作电压▼，其中实验误差较小.当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点.2、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.点迹变疏，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3、 一打点计时器所用电源频率是50Hz，如图所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时s，位移为m，这段时间内纸带运动的平均速度是m/s，BC段平均速度是 m/s，AD段平均速度是 m/s.*•*1.201j60*2.20*L40*k20*cni』 BC 0◎◎◎拓展阅读◎◎◎

高速摄影与频闪摄影人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影.普通闪光灯持续发光时间可达到1/20000s,这对于拍摄体育运动等素材是够用了.然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级.后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上.高速摄影有广泛的用途.例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的部位.又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等.借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究.高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用.以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马.借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识.闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术.频闪摄影的关键器材是电子频闪灯.当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光.闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多.高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果.如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂.相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多.读后一题：如图所示是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻的小球的影像间隔的时间是0.1s，这样便记录了小球运动的时间.而小球运动的位移则可以用刻度尺测出.试根据图中信息作出小球的v-t图象.

专题课：用打点计时器测速度班级姓名 评价■■■课时作业■■■电火花计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们TOC\o"1-5"\h\z不用公式计算可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）A.时间间隔 B.位移C.瞬时速度 D.平均速度用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，应当先进行的操作是（ ）A.先拉动纸带 B.先合上开关C.拉动纸带和合上开关同时进行 D.先进行哪个操作都可以如图所示，是同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是（ ）一同学在使用打点计时器时，纸带上打出的点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（ ）A.接在直流电源上 B.电源电压不稳C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4……量得0与1两点间距离％=30mm，3与4两点间的距离％=48mm，则：（1） 小车在0与1两点间平均速度为多少？（2） 小车在3与4两点间平均速度为多少？如图所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度.如图所示是运动传感器的原理图，这个系统由A、B两个小盒组成，A盒装有红外线发射器和超声波发射器，B盒装有红外线接收器和超声波接收器，A盒被固定在运动的小车上.测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时.若两者的时间差为小空气中的声速为％，则：（1） A与B之间的距离为多少？（红外线的传播时间不计）（2） 经过短暂的&后，进行第二次测量，此时的时间差为t2,A与B之间的距离又为多少？（3） 运动物体的速度是多少？专题课：用打点计时器测速度参考答案★★★课堂突破★★★〖典例1〗点拨：交流电的周期等于交流电频率的倒数，而打点周期等于交流电的周期.解析：因为打点的频率等于交流电源的频率，所以B正确.答案：B点评：要了解打点计时器的结构和工作原理.打点计时器是计时仪器，计时的周期即为交流电的周期，当交流电的频率增大时，相邻两点记录的时间间隔变小，由于纸带与物体相连接，纸带的运动规律与物体是相同的，而有规律的打点，不但记录了时间，而且还记录了位置及位移.〖典例2〗点拨：通过分析计时点间的距离变化可以了解物体的运动情况.解析：因为打点的频率等于交流电源的频率，一般为50Hz，每0.02s时间打一次点，所以A正确.纸带和物体连接，纸带上的点相应表示出不同时刻的位置.分析点之间的间隔就可以明确运动物体在不同时间内的位移.所以B、D正确.答案：ABD点评：熟悉打点计时器的使用，学会从实验得到的打点纸带分析获取相关信息.弄清匀速直线运动的规律.〖典例3〗（1）点拨：求某点瞬时速度时，应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度.解析：只能粗略地求出某点的瞬时速度，因为某点的瞬时速度是用该点靠近的前后两点的平均速度计算的，所以B正确；能准确地求出某段时间内的平均速度，只要找出某两点的距离和对应的时间，所以C正确.答案：B、C点评：用平均速度代表瞬时速度时，理论上八七越短越精确.但要注意：这两点并不是靠得越近越好.-Ax 一（2）0.350.420.35解析：找对应的位移和时间代入公式v=丁，B点的瞬时速度接近AtAC间的平均速度.误区警示：求某点瞬时速度时，我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度，但这两点并不是靠的越近越好.因为两点距离太小，距离上测量的相对误差将会变大.▲▲▲当堂展示▲▲▲1、 交流10V以下220电火花计时器0.022、ABD解析：点迹均匀，相等时间位移相同，说明纸带做匀速运动A对，点迹娈疏，说明相等时间位移变大，所以纸带做加速运动B对，点迹娈密，相等时间位移变小，说明纸带做减速运动C错，交流电的频率一定，相邻两点间的时间间隔相等D对.3、 0.042.80x10-20.701.100.76■■■课时作业■■■1.AB2.B3.A4.D解析：（1）0〜1两点间的平均速度

x0.030v=-Tr-0i m/s=0.30m/s.(2)3〜4两点间的平均速度x0.048v=T=-, m/s=0.48m/s.T0.1答案：(1)0.30m/s (2)0.48m/s解析：由于相邻计数点间的时间间隔很短仅为0.1s，所以可以用某段时间内的平均速度“粗略，，代表某点的瞬时速度的思想，计算打点计时器打下B、。、D各点时的瞬时速度.B点的瞬时速度可用A、C间的平均速度代替：x 52.00x10-3m/s=0.26m/sv=AC= m/s=0.26m/sB2T 2x0.1C点的瞬时速度可用B、D间的平均速度代替:m/s=0.30m/sm/s=0.34m/s.x_x-x_(84.00—24.00)x10-3m/s=0.30m/sm/s=0.34m/s.Vc=~2T=AD2TAB= 2x0