1.3.2測量紙帶的平均速度和瞬時速度課件高一上學期物理人教版

第2課時：

測量紙帶的平均速度

和瞬時速度【學習目標】

1.

了解打點計時器的原理；會使用打點計時器；

2.

利用紙帶測量平均速度和瞬時速度；

3.

認識和理解

v-t

圖象。【重點、難點】

1.打點計時器的原理、使用方法；

2.平均速度、瞬時速度的計算。頻閃照相展示細節(jié)，有助于更好的研究運動過程！【問題導學與探究】

閱讀課本P23-25的內(nèi)容，并把重點內(nèi)容用筆畫出，同時思考以下問題：

1.

什么是平均速度？

2.

什么是瞬時速度？

3.

可以從紙帶上獲取哪些信息？一、打點計時器【點撥精講】1.電磁打點計時器②

構造①

原理③

工作電壓：約8V交流電④工作頻率：50Hz，打點周期0.02s.2.電火花計時器①

構造：②

原理：脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電；③

工作電壓：220V交流電電磁打點計時器電火花計時器打點方式振針振動，利用復寫紙在紙帶上留下點跡;利用火花放電，在紙帶上“打”下點跡;工作電壓約8v交流電;220v交流電;打點頻率50Hz，打點周期0.02s;阻力來源來自振針和紙帶間的摩擦，以及限位孔和紙帶間的摩擦，阻力較大；來自紙帶本身的運動，不是由打點產(chǎn)生的，阻力極小，實驗誤差小。3.兩種電磁打點計時器的比較：二、實驗：用打點計時器測速度(一)實驗目的：①

練習使用打點計時器；②

練習使用打點計時器測速度。(二)實驗原理：①

打點計時器周期性打點，在紙帶上留下點跡；②

紙帶上打出的點記錄了不同時刻物體的位置，用刻度尺測出兩點間位移Δx，同時記錄這兩點間的時間間隔Δt，則平均速度

；在Δt極小時，可以認為

為t時刻的瞬時速度。(三)實驗器材：

電磁打點計時器、電火花計時器、學生電源、紙帶、刻度尺、導線、復寫紙、坐標紙等；(四)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，把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并壓在紙帶上面；2.把電磁打點計時器的兩個接線柱接到工作電壓約為8V的交流電源上；3.先接通電源，再用手水平拉動紙帶，紙帶上就打下一系列點，打完點后隨即關閉電源；4.取下紙帶，從能看得清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，一般6~8個；5.用刻度尺測量出這幾個點間的距離Δx。利用公式v＝

計算紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度。(四)實驗步驟：6.把紙帶上能看得清的某個點作為起始點O，以后的點分別標上A、B、C、D

…

作為計數(shù)點，如圖所示，測量各計數(shù)點到起始點O的距離，依次算出O到A、A到B、B到C

…之間的距離

x1、x2、x3、…瞬時速度小復習：3.若使用交流電的頻率并不是50HZ而是60HZ，使用人卻不知道，會造成什么樣的結(jié)果？(五)思考與討論：1.使用打點計時器之前沒有檢查振針，振針距復寫紙距離過高或者過低，會造成什么樣的結(jié)果？過高會使紙帶上沒有點，過低會使點變成短線或直線。電壓不穩(wěn)不影響頻率，只對點的清晰度影響。電壓低點跡淺，電壓高則深或者點變成短線。t=1/f,測量值比真實值偏大2.使用打點計時器時，電壓過低或電壓過高，會造成什么樣的結(jié)果？4.計時點和計數(shù)點：①計時點是打點計時器打下的點②計數(shù)點：研究時選作分析的點↑0↑2↑1

通常每五個點選取一個計數(shù)點，因此兩個計數(shù)點的時間間隔就是T=5×0.02s=0.1s.012345.測量計數(shù)點間的距離，應用刻度尺的零刻線與計時起點對齊，一次讀出各計數(shù)點的刻度，然后逐一計算得出各點間距離的數(shù)值。(六)數(shù)據(jù)處理：0123456△t/Sv（m/s)表2對應各點的瞬時速度區(qū)間0-21-32-53-42-64-6△t/S△x/m

（m/s)表1各段的平均速度(七)誤差分析：1．利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度存在系統(tǒng)誤差。為減小誤差，應取以計數(shù)點為中心的較小位移進行計算。2．測量計數(shù)點間的位移x會帶來偶然誤差。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．作v-t圖像時坐標單位選定的不合理，或者作圖粗糙也會帶來偶然誤差。

某同學在“用打點計時器測速度”的實驗中，電源頻率為50Hz，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定7個計數(shù)點。相鄰計數(shù)點間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔為

0.1s。(本題計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)(1)在實驗中，應先_______再_______(選填“釋放紙帶”或“接通電源”)。(2)每兩個計數(shù)點間還有________個點沒有標出。(3)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，每隔0.1s測一次速度，計算出打下

B、C、D

三個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表。速度vBvCvDvEvF數(shù)值(m/s)

0.6400.721(4)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在下圖直角坐標系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關系圖線。

一、打點計時器：1、工作原理；2、工作電壓及打點周期；二、實驗

可以提供的信息是位置、位移和時間。

測量紙帶的平均速度和瞬時速度。課堂小結(jié)1.下列說法錯誤的是(

)A．電磁打點計時器和電火花計時器的原理基本一樣；B．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電壓一樣；C．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電頻率是一樣的；D．電磁打點計時器和電火花計時器打點的時間間隔都是0.02s。當堂檢測B2.下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶嶒灢襟E，按照你對實驗的理解，在各步驟空白處填上適當內(nèi)容，然后按實際操作的合理順序，將各步驟的字母排序。A.在電磁打點計時器的兩接線柱上分別接上導線，導線的另一端分別接在低壓

(選填“交流”或“直流”)電源的兩個接線柱上。

B.把電磁打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過

，并壓在

下面。C.用刻度尺測從計時開始點到最后一個點間距離Δx。復寫紙限位孔交流D.切斷電源，取下紙帶，如果共有n個清晰的點，則這段紙帶記錄的時間Δt＝

。

E.打開電源開關，再用手水平地拉動紙帶，紙帶上打下一系列小點。F.利用公式計算紙帶運動的平均速度。實驗步驟的合理順序是

。(n－1)×0.02sBAEDCF3.打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測出各點間的距離如圖所示，則：AC＝

mm，AD＝