第1章 第3節(jié)　記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息

1、.第三節(jié)記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及工作原理2會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和數(shù)字計(jì)數(shù)器重點(diǎn)3能通過紙帶上點(diǎn)的位置關(guān)系分析物體的運(yùn)動(dòng)難點(diǎn)打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 及 其 使 用1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：一種通過在紙帶上打出一系列的點(diǎn)來記錄物體運(yùn)動(dòng)信息的儀器2分類：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器3電火花計(jì)時(shí)器1工作電壓：220 V交流電源2原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡4電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1工作電壓：6_V的交流電源；2原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振針便振動(dòng)起來，帶

2、動(dòng)其上的振針上下振動(dòng)這時(shí)假如紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn)5打點(diǎn)間隔：當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，紙帶上每打出兩個(gè)相鄰點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間都是0.02_s.1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓都是220 V的交變電壓2使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50 Hz打出的紙帶相鄰兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s3打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上準(zhǔn)確記錄了運(yùn)動(dòng)物體的位移和時(shí)間使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，通電和拉紙帶的順序應(yīng)怎樣？【提示】先接通電源，再拉動(dòng)紙帶討論1：實(shí)驗(yàn)前打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是否需要固定？【提示】需要，要把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上討論2：假如紙帶上有n個(gè)點(diǎn)，那么紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？【提示】打n個(gè)點(diǎn)有n1個(gè)時(shí)間間隔

3、，紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是t0.02n1 s.1實(shí)驗(yàn)步驟1理解電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造，然后把它固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把紙帶放在墨粉紙盤的下面2把計(jì)時(shí)器接到220 V的交流電源上3接通電源，用手程度地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源4取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)假如共有n個(gè)點(diǎn)，那么用t0.02n1 s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.5用刻度尺測量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的間隔 ，在進(jìn)展實(shí)驗(yàn)測量之前，自己設(shè)計(jì)一個(gè)表格，用來記錄以上測量值2本卷須知1使用電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，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(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下

4、面2使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置3使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定之后，再拉動(dòng)紙帶，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源4對紙帶進(jìn)展測量時(shí)，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(gè)測量點(diǎn)到起始測量點(diǎn)O之間的間隔 5區(qū)別計(jì)時(shí)點(diǎn)和計(jì)數(shù)點(diǎn)計(jì)時(shí)點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出來的點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)點(diǎn)中選出來的具有代表性的點(diǎn)，一般相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有假設(shè)干個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)計(jì)數(shù)點(diǎn)一般不是從第一計(jì)時(shí)點(diǎn)開場的，而是選擇點(diǎn)跡明晰、與相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)間距適中的點(diǎn)開場6區(qū)別打點(diǎn)周期和計(jì)時(shí)周期打點(diǎn)周期：兩個(gè)相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)的時(shí)間間隔，即交流電源的周期，一般為0.02 s.計(jì)數(shù)周期：

5、兩個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔，假設(shè)相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有n1個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)，那么計(jì)數(shù)周期為T0.02n s.1多項(xiàng)選擇關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用以下說法正確的選項(xiàng)是A先接通電源，后釋放紙帶B電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220 V交流電源C使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越長D先釋放紙帶或先接通電源都可以【解析】為了增大紙帶的使用率，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，A正確，D錯(cuò)誤；電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220 V交流電源，故B正確；因?yàn)門，所以使用的電源頻率越高，打點(diǎn)的時(shí)間間隔就越短，C錯(cuò)誤【答案】AB2為完成“練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)，在如圖131所示的四種器材中，找出這兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并完成以下填空：_圖為電

6、磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為_交流電；_圖為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為_V交流電圖131【解析】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是利用交變電流使鐵芯產(chǎn)生磁性，吸引帶打點(diǎn)針的鐵條通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘洗虺鳇c(diǎn)，丙圖為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為46 V的交變電流；電火花打點(diǎn)記時(shí)器是利用家用電打出的火花吸引鉛盤而打出點(diǎn)，乙圖為電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，工作電壓為220 V的【答案】丙46 V乙22031電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種利用_電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓是_V，當(dāng)電源頻率是50 Hz時(shí)，它每隔_s打一次點(diǎn)2使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過_，復(fù)寫紙應(yīng)套在_上，并要放在紙帶的_面；應(yīng)把_電源用導(dǎo)線接在_上；打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先_，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)

7、3多項(xiàng)選擇打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上的點(diǎn)跡，直接記錄了A物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B物體在不同時(shí)刻的位置C物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移D物體在不同時(shí)刻的速度【解析】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種利用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為6 V，工作頻率為50 Hz，周期為0.02 s.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是每隔0.02 s在紙帶上打一次點(diǎn)，因此打在紙帶上的點(diǎn)跡可直接反映物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，故A正確因?yàn)榧垘Ц\(yùn)動(dòng)物體連在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，所以紙帶上的點(diǎn)跡就相應(yīng)地記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，故B正確用刻度尺量出各點(diǎn)跡間的間隔，可知道物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移，再根據(jù)速度公式可算出物體在某段時(shí)間內(nèi)的速度，但這些量不是紙帶上的點(diǎn)跡直接

8、記錄的，故C、D錯(cuò)誤【答案】1交流60.022限位孔定位軸上低壓交流接線柱接通電源3AB紙帶記錄的信息1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，它有詳細(xì)的工作電壓，從打出的紙帶上可以直接獲得物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及不同時(shí)刻的位置信息2使用電火花計(jì)時(shí)器，墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶通過限位孔，并壓在復(fù)寫紙的下面數(shù) 字 計(jì) 時(shí) 器 及 紙 帶 分 析1構(gòu)造：由數(shù)字計(jì)時(shí)器和光電門組成2原理：光電門一邊安裝發(fā)光裝置，另一邊安裝光線接收裝置，當(dāng)寬度一定的物體通過光電門時(shí)，光線被遮擋，數(shù)字計(jì)時(shí)器開場計(jì)時(shí)，當(dāng)物體分開光線時(shí)停頓計(jì)時(shí)，這樣就可以記錄物體遮擋一個(gè)光電門光線的短暫時(shí)間數(shù)字計(jì)時(shí)器還可以記錄物體經(jīng)過

9、兩個(gè)光電門之間的時(shí)間1數(shù)字計(jì)時(shí)器可以記錄一個(gè)光電門的光束被遮擋的時(shí)間2數(shù)字計(jì)時(shí)器不能記錄物體前后兩次擋光的時(shí)間間隔3數(shù)字計(jì)時(shí)器可以測量出小到1 ms或0.1 ms的時(shí)間間隔怎樣利用數(shù)字計(jì)時(shí)器測量物體經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間？【提示】如圖設(shè)置兩個(gè)光電門G1、G2，當(dāng)條形擋光片的前沿a對G1擋光的時(shí)刻開場計(jì)時(shí)，到它對G2擋光的時(shí)刻停頓計(jì)時(shí)，顯示的時(shí)間間隔t即為物體經(jīng)過兩個(gè)光電門的時(shí)間討論1：能否利用點(diǎn)跡在紙帶上的分布，判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況？【提示】能點(diǎn)密處表示運(yùn)動(dòng)的慢，點(diǎn)稀處表示運(yùn)動(dòng)的快討論2：分析紙帶上記錄的信息時(shí)，假設(shè)點(diǎn)太密怎么辦？【提示】非常密的部分可以舍去，較密處可每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1紙帶上打

10、出的兩個(gè)相鄰的計(jì)時(shí)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為0.02 s，假設(shè)紙帶上共有n個(gè)點(diǎn)，那么紙帶對應(yīng)的時(shí)間為t0.02n1 s.2紙帶上的點(diǎn)相應(yīng)地表示出了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，每相鄰兩個(gè)點(diǎn)之間的間隔 即代表物體在0.02 s內(nèi)通過的位移，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔 ，即可理解在不同時(shí)間內(nèi)，物體所發(fā)生的位移及其變化，從而理解物體的運(yùn)動(dòng)情況如紙帶上的點(diǎn)分布越密，表示物體運(yùn)動(dòng)越慢，紙帶上的點(diǎn)分布越稀疏，表示物體運(yùn)動(dòng)越快4以下選項(xiàng)中是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的四條紙帶，其中表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是【解析】勻速直線運(yùn)動(dòng)中相等位移所用的時(shí)間相等根據(jù)題意，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的點(diǎn)與點(diǎn)之間的時(shí)間都一樣，只要點(diǎn)與點(diǎn)之間的間隔 相等，就可判斷物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)【答案】B5一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率是50 Hz，如圖132所示，紙帶上的A點(diǎn)先通過計(jì)時(shí)器，A，B間歷時(shí)_s，位移為_圖132【解析】當(dāng)f50 Hz時(shí)，T0.02 s，tAB2T0.04 s，sAB1.201.60 cm2.80 cm.【答案】0.04 s2.80 cm6如圖133所示是物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)得到的一條紙帶，從0點(diǎn)開場每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，按照打點(diǎn)的先后順序依次編為1、2、3、4、5、6，測得s15.18