人教版高中物理必修一第一章第四节课件.pptx

1、在此输入您的封面副标题第四节实验：用打点计时器测第四节实验：用打点计时器测速度速度学习目标：学习目标：1.学会使用打点计时器学会使用打点计时器2学会利用打出的纸带求瞬时速度学会利用打出的纸带求瞬时速度3能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动情况情况4会用图象表示速度随时间变化的规律会用图象表示速度随时间变化的规律重点难点：重点难点：1.打点计时器的正确使用打点计时器的正确使用2掌握测速度的方法掌握测速度的方法基础梳理明晰原理基础梳理明晰原理一、实验目的一、实验目的1了解打点计时器的结构、原理及使用方法了解打点计时器的结构、原理及使用方法2会用纸带求速度及根

2、据会用纸带求速度及根据vt图象处理数据图象处理数据二、实验原理二、实验原理1打点计时器的构造和原理打点计时器的构造和原理电磁打点计时器电磁打点计时器电火花计时器电火花计时器结构结构图示图示工作工作电压电压6 V以下交流电以下交流电220 V交流电交流电电磁打点计时器电磁打点计时器电火花计时器电火花计时器打点方式打点方式振针周期性上下振针周期性上下振动振动周期性产生电火花周期性产生电火花打点周期打点周期0.02 s0.02 s工作原理工作原理用限位孔限定纸用限位孔限定纸带，复写纸压在带，复写纸压在纸带的上面，通纸带的上面，通电，振片带动振电，振片带动振针打点若纸带针打点若纸带运动，其上就会运动，

3、其上就会留下一行小点留下一行小点使用时，墨粉纸盘套在纸使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位盘轴上，把纸带穿过限位孔当接通电源按下脉冲孔当接通电源按下脉冲输出开关时，计时器发出输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹带上就打出一行点迹记录信息记录信息位移、时间位移、时间图图141用这个平均速度代表纸带经过用这个平均速度代表纸带经过C点时的瞬时速点时的瞬时速度当然，如果包含度当然，如果包含C点在内的间隔取得小一点在内的间隔取得小一些，例如取些，例如取B、D两点

4、，计算出的平均速度会两点，计算出的平均速度会更接近更接近C点的瞬时速度，然而两点距离过小，点的瞬时速度，然而两点距离过小，测量误差就会增大，所以两点间位移太大或测量误差就会增大，所以两点间位移太大或太小都不合适，应该根据实际情况选取合适太小都不合适，应该根据实际情况选取合适的两个点，一般选取距的两个点，一般选取距C点最近的两个点来求点最近的两个点来求两点间的平均速度两点间的平均速度三、实验器材三、实验器材打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸复写纸、导线、坐标纸四、实验步骤四、实验步骤1把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿把电磁打点计时器固

5、定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面在纸带上面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6 V的的低压交流电源上低压交流电源上要点整合核心突破要点整合核心突破要点要点1数据处理数据处理1计算瞬时速度计算瞬时速度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，以后的点分别标上的点分别标上A、B、C、D作为作为“计数点计数点”，如图如图142所示，依次测出所示，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.图图142把数据填入下表，根据数据判断纸带是

6、否做把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速直线运动匀速直线运动.位置位置ABCDEF(xnxn1)/(m)v/(ms1)2利用利用vt图象分析物体的运动图象分析物体的运动(1)vt图象图象用横轴表示时间用横轴表示时间t，纵轴表示速度，纵轴表示速度v，建立直角，建立直角坐标系根据测量的数据在坐标系中描点，然坐标系根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图接起来，即得到如图143所示的所示的vt图象图象图图143(2)vt图象的物理意义图象的物理意义vt图象直观地反映了物体的速度随时间的变图象直观地反映了物体的速度随时间的变化关系，从图象

7、上可以方便地知道物体在各个化关系，从图象上可以方便地知道物体在各个时刻的速度时刻的速度(3)图象法是处理实验数据的常用方法运用图图象法是处理实验数据的常用方法运用图象处理数据有许多优点：象处理数据有许多优点：使物理规律直观易使物理规律直观易懂；懂；减小偶然误差；减小偶然误差；能方便地获得某些未能方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数值等经测量或无法直接测量的物理数值等要点要点2误差分析误差分析1利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差为减小误差，应取以计数点带来系统误差为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移为中心的较小位移x来求平均速度来求平

8、均速度2分段测量计数点间的位移分段测量计数点间的位移x带来误差减带来误差减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计的距离，再分别计算出各计数点间的距离算出各计数点间的距离3作作vt图象不用坐标纸、刻度尺，坐标单图象不用坐标纸、刻度尺，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差位选定的不合理，作图粗糙带来误差要点要点3注意事项注意事项1实验前，应将打点计时器固定好，以免拉实验前，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，应无动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象明显的阻

9、滞现象2使用计时器打点时，应先接通电源，待打使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带点计时器打点稳定后，再拉动纸带3手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集密集4使用电火花计时器时，应注意把纸带正确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，压在复点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面写纸下面5使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻使用电磁打点计时器时，如打出的点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度或是短线，应调整振针距复写纸

10、的高度6打点计时器不能连续工作太长时间，打点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之后应立即关闭电源7对纸带进行测量时，不要分段测量各段对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先可先统一测量出各个测量点到起始测量点统一测量出各个测量点到起始测量点O之间之间的距离的距离)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类型精析典例导悟类型精析典例导悟类型一打点计时器的使用类型一打点计时器的使用 电磁打点计时器的工作电压是电磁打点计时器的工作电压是_,电火花计时器的工作电压是电火花计时器的工作电压是_,当电源频当电源

11、频率是率是50 Hz时时,它们每隔它们每隔_s打一次点打一次点.使使用电磁打点计时器时，纸带应穿过用电磁打点计时器时，纸带应穿过_,复复写纸要放在纸带的写纸要放在纸带的_面面;打点时应先打点时应先_,稳定后稳定后,再让纸带运动再让纸带运动.例例1【精讲精析精讲精析】打点计时器分为两种，电磁打打点计时器分为两种，电磁打点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器点计时器使用低压交流电源，而电火花计时器使用使用220 V交流电，电源频率为交流电，电源频率为50 Hz时，每隔时，每隔0.02 s打一个点打一个点,电磁打点计时器靠振针和复写电磁打点计时器靠振针和复写纸打点，纸带应穿过限位孔纸打点，纸带应穿

12、过限位孔,放在复写纸下面放在复写纸下面,拉动纸带前，应先接通电源拉动纸带前，应先接通电源【答案答案】6 V以下以下220 V0.02限位孔限位孔上接通电源上接通电源【方法总结方法总结】两种计时器的区别：两种计时器的区别：(1)工作工作电压不同电压不同;(2)工作原理不同工作原理不同;(3)打点方式不同打点方式不同类型二应用纸带计算平均速度和瞬时类型二应用纸带计算平均速度和瞬时速度速度 如图如图144为某次实验时打出的纸带，为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔打点计时器每隔0.02 s打一个点，图中打一个点，图中O点为第点为第一个点，一个点，A、B、C、D为每隔两个间隔选定的为每隔两个间隔选定

13、的计数点根据图中标出的数据，打计数点根据图中标出的数据，打A、D点时间点时间内纸带的平均速度有多大？打内纸带的平均速度有多大？打B点时纸带的瞬点时纸带的瞬时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出时速度有多大？计算的依据是什么？你能算出打打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？点时间内纸带的平均速度吗？为什么？例例2图图144【答案答案】见精讲精析见精讲精析类型三利用类型三利用vt图象分析运动规律图象分析运动规律 如图如图145所示是用打点计时器测所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分,从从0点开始依照打点的先后依次标为点开始依照打点的先后

14、依次标为0、1、2、3、4、5、6，现在量得，现在量得0、1间的距离间的距离x15.18 cm,1、2间的距离间的距离x24.40 cm,2、3间的距离间的距离x33.62 cm，3、4间的距离间的距离x42.78 cm,4、5间间的距离的距离x52.00 cm，5、6间的距离间的距离x61.22 cm(f50 Hz)例例3图图145(1)根据上面记录，计算打点计时器在打根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中点时的速度并填在下表中位置位置12345v/(ms1)(2)根据根据(1)中表格，在图中表格，在图146中画出小车的中画出小车的速度时间图象速度时间图象,

15、并说明小车速度变化特点并说明小车速度变化特点图图146【思路点拨思路点拨】求某点的速度时，我们用相邻求某点的速度时，我们用相邻两点间的平均速度代替两点间的平均速度代替位置位置12345v/(ms1)1.201.000.800.600.40(2)描点并连线得小车的速度时间图象描点并连线得小车的速度时间图象由图象可知，小车速度均匀减小由图象可知，小车速度均匀减小图图147【答案答案】见精讲精析见精讲精析【名师点评名师点评】在以后的学习中，将会证明：在以后的学习中，将会证明：用一段时间内的平均速度可以代表该段时间中用一段时间内的平均速度可以代表该段时间中间时刻的瞬时速度间时刻的瞬时速度知能演练轻松闯关知能演练轻松闯关本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放