粤教版高中物理必修第一册第一章第四节测量直线运动物体的瞬时速度课件

第四节测量直线运动物体的瞬时速度第一章运动的描述1．知道打点计时器的结构、理解其工作原理，并会安装和正确使用．2．学会探究测量瞬时速度的方法，能运用实验数据描绘v-t图像．3．知道数字计时器的工作原理．学习任务必备知识·自主预习储备知识点一打点计时器及其使用1．打点计时器：一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体________的仪器．2．分类：______计时器和____打点计时器．运动信息电火花电磁3．电火花计时器(1)工作电压：____V交流电源．(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一系列点迹．2204．电磁打点计时器(1)工作电压：______交流电源．(2)原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，____便振动起来，带动其上的____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系列小点．5．打点间隔：当电源频率是50Hz时，纸带上每打出两个相邻点所经历的时间都是

_______．4～6

V振片振针0.02

s体验

(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压都是220V的交变电压． (

)(2)使用打点计时器(电源频率为50Hz)打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02s． (

)(3)打点计时器在纸带上准确记录了运动物体的位移和时间． (

)×√√

2．测量沿斜面运动小车的瞬时速度(1)把打点计时器固定在斜面的顶端，将一辆系有纸带的小车放置在斜面上．接通打点计时器的电源，让打点计时器开始打点，然后放手让小车带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点，记录下小车的运动信息．

刻度尺知识点三数字计时器1．计时装置的组成：由__________和______组成的计时测量装置，如图所示．2．光电门：由____装置(红外发光二极管)和________装置(光敏元件)构成．光敏元件接收由发光装置发出的光线，通常处于被照亮的状态．3．计时器：有两个输入插口与光电门相连．

数字计时器光电门发光光线接收4．计时原理：当宽度一定的物体通过______时，光线被挡，光敏元件处于暗状态，向数字计时器发出脉冲信号，触发数字计时器开始计时，遮光结束(物体通过)停止计时，这样就记录下物体__________________的短暂时间．数字计时器还可以记录物体__________________的时间，即任一光电门第一次遮光时开始计时，第二次遮光时停止计时，计时器显示的是两次遮光之间的时间(物体先后通过两个光电门之间的时间)．提醒

数字计时器能测量出小到1ms或0.1ms的时间间隔，计时更精确灵敏．

光电门遮挡一个光电门光线经过两个光电门之间关键能力·情境探究达成电磁打点计时器是应用电磁铁的原理，让振针周期性的振动，通过复写纸在纸带上打下点迹，来记录物体运动情况．请探究：(1)电磁打点计时器和电火花计时器各使用什么电源？(2)如果电磁打点计时器打的点不清晰，可能是什么原因？提示：(1)电磁打点计时器用4～6V交流电源，电火花计时器用220V交流电源．(2)打点不清晰可能是电压太低，调高电压就可以．

考点1打点计时器及其使用1．实验步骤(1)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，把纸带放在墨粉纸盘的下面．(2)把计时器接到220V的交流电源上．(3)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．(4)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n个点，则用Δt＝0.02×(n－1)s计算出纸带的运动时间Δt．(5)用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离，在进行实验测量之前，自己设计一个表格，用来记录以上测量值．2．注意事项(1)使用电火花计时器时，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．(2)使用打点计时器时，应使物体停在靠近打点计时器的位置．(3)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，打点结束后应立即关闭电源．(4)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(可统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)．(5)区别计时点和计数点①计时点是打点计时器在纸带上打出来的点．②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．(6)区别打点周期和计数周期①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0.02s．②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(n－1)个计时点，则计数周期为T＝0.02ns．【典例1】打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题．(1)甲图是_______________(选填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”)．(2)关于上面两种打点计时器，下列说法中正确的是________．A．甲使用直流电源，乙使用交流电源B．甲、乙的工作电压分别为4～6V和220VC．当电源频率为50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点

D．乙工作时，应先让纸带运动，再接通电源电磁打点计时器BC(3)在某次实验中，小车拖着纸带通过计时器记录下的运动情况如图丙所示，图中A、B、C、D、E为连续的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.10s，则在打C点时小车的瞬时速度是________m/s，小车在BE段的平均速度是________m/s(保留2位有效数字)．0.190.20[解析]

(1)题图甲是电磁打点计时器．(2)电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源，故A错误；电磁打点计时器工作电压是4～6V，电火花计时器的工作电压是220V，故B正确；当电源频率为50Hz时，它们都是每隔0.02s打一个点，故C正确；打点计时器在使用时应先接通电源，再让纸带运动，故D错误．

[跟进训练]1．图甲是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…，现在量得0、1间的距离s1＝5.18cm，1、2间的距离s2＝4.40cm，2、3间的距离s3＝3.62cm，3、4间的距离s4＝2.78cm，4、5间的距离s5＝2.00cm，5、6间的距离s6＝1.22cm．(每0.02s打一次点)(1)在实验中，使用打点计时器时应先________再________(选填“释放纸带”或“接通电源”)．(2)根据上面的记录，计算打点计时器在打3点时小车的速度值并填在表中．位置12345v/(m·s-1)1.201.00

0.600.40接通电源释放纸带0.80(3)根据(2)表格中的数据，在图乙中画出小车的速度—时间图像，并说明小车速度变化的特点：_______________________．见解析

考点2数字计时器使用数字计时器应该注意的问题(1)实验前应先调整发光器件和光敏元件的相对位置，因为如果二者没有对准，则不能计时．(2)根据实验要求正确选择数字计时器的计时功能．【典例2】如图所示用光电计时器研究物体的直线运动．1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，让滑块从斜面的顶端滑下，光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s．则：(1)能否由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间？(2)滑块通过光电门1时和通过光电门2时相比较，通过哪个位置时更快一些？思路点拨：根据平均速度大小来确定物体运动的快慢．

[解析]

(1)光电计时器显示的挡光时间为滑块各自通过光电门1、光电门2的时间，不能由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间．(2)滑块宽度一定，滑块通过光电门时挡光时间越短，滑块运动得越快．[答案]

(1)不能(2)通过光电门2时更快些

[跟进训练]2．关于数字计时器的说法正确的是(

)A．数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B．数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C．数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D．数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间√C

[数字计时器既可记录物体通过一个光电门的时间，也可记录物体先后两次经过光电门之间的时间，但不能记录物体经过一个光电门的位移，故选项C正确．]学习效果·随堂评估自测1．(多选)关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是(

)A．电火花打点计时器使用的是8V的交流电源B．在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，再让物体运动C．使用的电源频率越低，打点的时间间隔就越小D．纸带上打的点越稀疏，说明物体运动得越快√√

√

3．用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上，组成如图甲所示装置，研究木块沿斜面下滑的速度变化．所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸带)、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等，图乙是打点计时器打出的一条纸带，纸带左端连接木块，纸带旁还给出了最小刻度为1mm的刻度尺，刻度尺的零刻度线与O点对齐，A、B、C、D为四个相邻的计数点，相邻计数点间还有四个点未标出，打点计时器所用交流电源的频率是50Hz．甲乙(1)计数点A到O点的距离是________mm．(2)根据纸带可看出木块下滑的