第1部分 第一章 第4節(jié) 實驗：用打點計時器測速度

1、,理解教材新知,把握熱點考向,應(yīng)用創(chuàng)新演練,第4節(jié) 實驗： 用打 點計 時器 測速 度,考向一,考向二,第 一 章 運 動 的 描 述,考向三,一、實驗?zāi)康?(1)了解打點計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法。 (2)學(xué)會用打點計時器測量物體的速度。 (3)能利用v-t圖象分析實驗數(shù)據(jù)，描述物體的運動。,二、實驗原理 (1)打點計時器的原理及使用：,三、實驗器材 打點計時器、學(xué)生電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙。 四、實驗過程 1實驗步驟 (1)把電磁打點計時器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。 (2)把電磁打點計時器的兩個接線柱接到6 V的低壓交流電源上。

2、,(7)把紙帶上能看得清的某個點作為起始點O，以后的點分別標(biāo)上A、B、C、D作為“計數(shù)點”，如圖141所示，依次測出O到A、A到B、B到C之間的距離x1、x2、x3,圖141,(2)利用v-t圖象分析物體的運動： v-t圖象：用橫軸表示時間t， 縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系。 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點， 然后用平滑的曲線把這些點連接起來， 即得到如圖142所示的v-t圖象。 v-t圖象的意義。 v-t圖象非常直觀地反映了速度隨時間變化的情況，它并不是物體運動的軌跡。,圖142,五、注意事項 (1)實驗前，應(yīng)將打點計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試?yán)垘?，?yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)象。

3、(2)使用計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后再拉動紙帶。 (3)手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點跡太密集。 (4)使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方；使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。,(5)使用電磁打點計時器時，如打出點較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度。 (6)打點計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。 (7)對紙帶進(jìn)行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各個測量點到起始測量點O之間的距離)。讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位。,六、誤差分析 (1)利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬

4、時速度造成系統(tǒng)誤差。為減小此種誤差，應(yīng)取以計數(shù)點為中心的較小位移x來求平均速度。 (2)測量計數(shù)點間的位移x帶來誤差。減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別計算出各計數(shù)點間的距離。,(3)計數(shù)點間的時間t搞錯。幾個計數(shù)點間的時間間隔為t(n1)0.02 s，而非tn0.02 s。 (4)作v-t圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定的不合理，作圖粗糙帶來誤差。,七、它案設(shè)計(常用測速度的方法) 除用打點計時器測速度外，還可用以下的方法進(jìn)行測量： 1借助傳感器用計算機(jī)測速度 圖143是一種運動傳感器的原理，這個系統(tǒng)由A、B兩個小盒子組成，將紅外線、超聲波發(fā)射器

5、A盒固定在小車上，接收傳感器B盒固定在某一位置并調(diào)整其高度與傳感器A等高。小車上A盒發(fā)射器對著接收器B，并處在同一直線上。將接收傳感器B探測到的紅外線、超聲波到達(dá)的時間差等數(shù),圖143,2利用光電門測瞬時速度 實驗裝置如圖144所示，使一輛小 車從一端墊高的木板上滑下，木板旁裝有 光電門，其中A管發(fā)出光線，B管接收光線。 當(dāng)固定在車上的遮光板通過光電門時，光線 被阻擋，記錄儀上可以直接讀出光線被阻 擋的時間。這段時間就是遮光板通過光電,圖144,3利用頻閃照相分析計算物體的速度 頻閃照相法是一種利用照相技術(shù)，每間隔一定時間曝光，從而形成間隔相同時間的影像的方法。在頻閃照相中會用到頻閃燈，它每隔

6、相等時間閃光一次，例如每隔0.1 s閃光一次，即每秒閃光10次。當(dāng)物體運動時，利用頻閃燈照明，照相機(jī)可以拍攝出該物體每隔相等時間所到達(dá)的位置。通過這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片。,圖145中是采用每秒閃光10次拍攝的小球沿斜面滾下的頻閃照片，照片中每兩個相鄰小球的影像間隔的時間就是0.1 s，這樣便記錄了物體運動的時間。物體運動的位移則可以用尺子量出。,圖145,與打點計時器記錄的信息相比，頻閃燈的閃光頻率相當(dāng)于打點計時器交變電源的頻率，而相同時間間隔出現(xiàn)的影像則相當(dāng)于打點計時器打出的點跡。因此，運動物體的頻閃照片既記錄了物體運動的時間信息，又記錄了物體運動的位移信息。至于求平均速度和瞬時速度

7、的方法，兩者都是一樣的。,例1電磁打點計時器是一種使用_電源的計時儀器，它的工作電壓為_V以下，當(dāng)電源頻率為50 Hz時，每隔_s打一個點；使用電磁打點計時器時，應(yīng)將紙帶穿過_，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的_面；打點時應(yīng)先_，再讓紙帶運動。,解析電磁打點計時器需要使用6 V以下的低壓交流電源，它每隔一個周期打一個點，因此紙帶上相鄰兩個點之間的時間間隔為一個周期；使用電磁打點計時器時，紙帶應(yīng)穿過兩個限位孔，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，紙帶要放在復(fù)寫紙的下面；打點時應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運動。 答案交流60.02兩個限位孔上接通電源,例2打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖146所示，紙帶在A、C間的平均速度為_ m/s，在A、D間的平均速度為_ m/s，B點的瞬時速度更接近于_ m/s。,圖146,答案0.350.420.35,例3如圖147所示，是一條利用打點計時器打出的紙帶，0，1，2，3，4，5，6是7個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出，各計數(shù)點到0的距離如圖所示。求出各計數(shù)點的瞬時速度并畫出速度-時間圖象。,圖147,同理,v30.61 m/s，v