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1、1.4 1.4 实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理及工作原理学会使用打点计时器学会使用打点计时器掌握测瞬时速度的方法掌握测瞬时速度的方法理解速度随时间的变化图象理解速度随时间的变化图象学习目标定位学习目标定位课堂情景切入课堂情景切入下图是一幅表现滑板爱好者滑翔时的一系列运动瞬间的照片，下图是一幅表现滑板爱好者滑翔时的一系列运动瞬间的照片，在这里，连续的运动被分离成了离散的在这里，连续的运动被分离成了离散的“景景”，瞬间的精彩被，瞬间的精彩被定格成了永恒，这是定格成了永恒，这是“相对论相对论”在摄
2、影艺术中应用的一个实例。在摄影艺术中应用的一个实例。那么，在实验室我们如何记录瞬间的时间和速度呢？那么，在实验室我们如何记录瞬间的时间和速度呢？知识自主梳理知识自主梳理1打点计时器的原理及使用打点计时器的原理及使用知识点知识点1 实验实验原理原理电火花计时器电火花计时器电磁打点计时器电磁打点计时器工作电压工作电压_V交流电交流电_V以下交流电以下交流电打点方式打点方式周期性产生电火花周期性产生电火花振针周期性上下振动振针周期性上下振动打点周期打点周期_s0.02s记录信息记录信息位移、位移、_22060.02时间时间位置位置很短很短3利用利用vt t图象描述物体的运动图象描述物体的运动( (1
3、) )vt t图象及其画法：以速度图象及其画法：以速度v为纵轴，时间为纵轴，时间t t为横轴建立直为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻的角坐标系，根据计算出的不同时刻的_速度值，在坐标速度值，在坐标系中描点，最后用系中描点，最后用_把这些点连接起来就得到了一条把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度能够描述速度v与时间与时间t t关系的图象，如图所示。关系的图象，如图所示。瞬时瞬时平滑曲线平滑曲线(2)vt图象的意义：图象的意义：vt 图象图象非常直观地反映了速度非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹。随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹。知识点知识点2 用用打
4、点计时器测速度打点计时器测速度1实验器材实验器材电磁打点计时器电磁打点计时器(或电火花计时器或电火花计时器)、学生电源、学生电源(电火花计时器使电火花计时器使用用220V交流电源交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。2实验步骤实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过_，把复，把复写纸套在定位轴上，并且压在写纸套在定位轴上，并且压在_。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到把电磁打点计时器的两个接线柱接到_电源电源上。上。限位孔限位孔纸带上面纸带上面6V的低压交流的低压交流水平水平(n1)0.02s
5、刻度尺刻度尺平均速度平均速度3数据处理数据处理(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。选取一条点迹清晰便于分析的纸带。(2)把纸带上能看得清的某个点作为起始点把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标，以后的点分别标上上A、B、C、D作为作为“_”，如图所示，依次测出，如图所示，依次测出O到到A、A到到B、B到到C之间的距离之间的距离x1、x2、x3。计数点计数点瞬时瞬时 重点难点突破重点难点突破一、实验时应注意的事项一、实验时应注意的事项1实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。并要先
6、轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。2使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带定后，再拉动纸带。3手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。4使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘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，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。压在复写纸下面。5使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应调整使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应
7、调整振针距复写纸的高度。振针距复写纸的高度。6打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。电源。7对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。读数时应估读到毫米的下一位。二、二、“vt”图象的应用图象的应用1由由vt图象得到的信息图象得到的信息(1) vt图象反映了物体的速度随时间变化的规律。图象反映了物体的速度随时间变
8、化的规律。根据根据vt图图象可以读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时象可以读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。在图甲中，刻。在图甲中，0时刻的速度时刻的速度为为v0，t时刻的速度时刻的速度为为vt。(2)可求出物体在某段时间内速度的变化量或物体可求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。在图甲中，发生某一速度变化所经历的时间。在图甲中，0t时间时间内速度的变化量为内速度的变化量为vvtv0。(3)判断运动方向。根据速度的正、负判断运动方向，速度为正，判断运动方向。根据速度的正、负判断运动方向，速度为正，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物
9、体沿负方向运动，表示物体沿正方向运动；速度为负，表示物体沿负方向运动，在图乙中，在图乙中，0t3时间内物体沿正方向运动，时间内物体沿正方向运动，t4t6时间内，物时间内，物体沿负方向运动。体沿负方向运动。2图象法的优点：图象法的优点：图象法是处理实验数据的常用方法之一。图象法是处理实验数据的常用方法之一。运用图象法处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，运用图象法处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数据等。测量的物理数据等。题型题型1 打点打点计时器的原理及使用
10、计时器的原理及使用考点题型考点题型设计设计例例1 在在使用电磁打点计时器时，若纸带上出现了下列情使用电磁打点计时器时，若纸带上出现了下列情况，是什么原因？请指出调节方法。况，是什么原因？请指出调节方法。(1)打点不清晰，不打点；打点不清晰，不打点；(2)打出的是短线，而不是点；打出的是短线，而不是点；(3)打双点。打双点。解析：解析：所发生的现象、形成的原因和调节的方法如下表：所发生的现象、形成的原因和调节的方法如下表：现象现象原因原因调节的方法调节的方法打点不清打点不清晰，不打点晰，不打点振针过高振针过高电压过低电压过低复写纸用得太久复写纸用得太久把振针适当调低把振针适当调低调高电压调高电压
11、换新的复写纸换新的复写纸打出的是短打出的是短线，而不是线，而不是点点振针过低振针过低所加电压太高，使所加电压太高，使振幅过大振幅过大把振针适当调高一把振针适当调高一些些适当调低电压适当调低电压打双点打双点振针松动振针松动把振针固定把振针固定点评：点评：打点计时器故障分析的考查涉及两种打点计时器的电压打点计时器故障分析的考查涉及两种打点计时器的电压要求及使用时的一些注意事项等，理解打点计时器的工作原理要求及使用时的一些注意事项等，理解打点计时器的工作原理是解题关键。是解题关键。变式变式1答案：答案：A解析：解析：电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写纸打点，而电电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写
12、纸打点，而电火花计时器是靠电火花和墨粉打点，所以均错误，故火花计时器是靠电火花和墨粉打点，所以均错误，故A正正确。确。题型题型2 实验实验步骤与纸带处理步骤与纸带处理(2)如图所示，用毫米刻度尺测量得：如图所示，用毫米刻度尺测量得：AB4.56cm、AC12.16cm、AD22.52cm、AE36.06cm，则打，则打C点时小车的速点时小车的速度大小为度大小为_m/s；小车在；小车在AE段的平均速度为段的平均速度为_m/s。(结果保留三位有效数字结果保留三位有效数字)答案：答案：(1)ABDEC(2)4.494.5100答案：答案：0.350.420.35变式变式2题型题型3 “vt”图象的画法图象的画法变式变式3答案：答案：B解析：解析：规定出发时方向为正方向，返回时的速度为负，规定出发时方向为正方向，返回时的速度为负，C错误。错误。由于速率不变，所以由于速率不变，所以D错误。错误。A图表示的是两个物体的运动。图表示的是两个物体的运动。