資源簡介

(共35張PPT)
專題 實驗:用打點計時器測速度
電磁打點計時器
電火花計時器
一.兩種打點計時器
永久磁鐵
限位孔
紙帶
線圈
振針
振片
復寫紙
電磁打點計時器工作原理
工作原理
交流與討論：電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，想一想能不能使用直流電源，為什么？
放電針
紙盤軸
墨粉紙盤
電源開關
正脈沖輸入插座
負脈沖輸入插座
電火花計時器工作原理
工作原理
交流與討論：從原理上考慮，電火花計時器與電磁打點計時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小？
火花放電
電磁打點計時器 電火花計時器
構造
工作電壓 4～6v的交流電 220v的交流電
頻率 頻率為50Hz，每隔0.02s打一個點
工作原理 被交變磁場磁化的振片在永久磁鐵作用下振動，振針打在復寫紙上使紙帶上打出一系列的點。 接通電源，按下脈沖輸出開關時，計時器發出的脈沖電流經放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產生火花放電，在運動的紙帶上就打出一行點跡。
說明 電火花計時器工作時紙帶受阻力較小，系統誤差較小，應優先選用。
兩種計時器的比較
操作步驟
固定打點計時器
安裝紙帶
啟動電源，拉紙帶，隨后立即關閉電源
交流與討論：為什么先通電，然后才讓紙帶運動，而不是先讓紙帶運動后通電？
二.練習使用打點計時器
（1）時間：(電源頻率50Hz，每隔________秒打一個點)
（2）位移:
0.02
思考：打點計時器打出的紙帶可以記錄哪些信息
研究紙帶 → 研究物體運動
D
G
2、測量原理：
1、思想方法:極短時間內，平均速度可近似代替某點的瞬時速度.所取的時間間隔越小，算出的平均速度越接近該點的瞬時速度.
根據紙帶求瞬時速度
問題1：怎樣根據紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度
△x
0.1s
問題2：如何測量E點的瞬時速度？
D
F
G
D
F
G
D
F
△x
△t
測量紙帶的平均速度和瞬時速度
如何計算平均速度
X1
X4
X3
X2
X7
X6
X5
0 1 2 3 4 5 6 7
思考：需要測量什么？怎么計算？
思考：如何計算1點到3點之間的平均速度？
平均速度與瞬時速度
時間
位移
v =
——
Δ t
Δ x
_
平均速度：
如何計算瞬時速度
0 1 2 3 4 5
思考：需要測量什么？怎么計算？
思考：應如何測量打3點時紙帶的瞬時速度？ ？
哪個更好？
其他測量速度的方法
頻閃相機
討論：從頻閃照片中能得到什么信息？
討論：物體的運動快慢如何變化？
討論：如果需要測量物體速度，還需要知道什么信息？
形象的表示物體速度變化——用圖象表示速度
0
0.02
0.04
0.08
0.06
0.10
0.12
0.14
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
(1)在方格紙上建立直角坐標系
(2)根據各v、t 數據，
將(v，t)作為一組坐標在坐標系中描點
1.作圖步驟:
(3)用折線或平滑曲線把這些點連接起來，做出圖線
速度－時間圖象(v－t 圖象)
用打點計時器測量瞬時速度
紙帶的測量和數據處理
（1）建系
（2）描點
（3）作圖
？
圖象法
交流與討論：測量各計數點間的位移時，逐個測量較好，還是一次測出各計數點到起始點O的距離，再計算各計數點的距離較好？
速度－時間圖像（v-t graph）
科學漫步 氣墊導軌和數字計時器
用光電門測量瞬時速度
典題精析
例1. 使用電火花計時器來分析物體運動情況的實驗中，有如下基本步驟：
A.把電火花計時器固定在桌子上
B.安裝好紙帶
C.松開紙帶，讓物體拉著紙帶運動
D.接通220V交流電源
E.按下脈沖輸出開關，進行打點
這些步驟正確排列順序為
解析：固定打點計時器→穿紙帶→接通電源→按下脈沖開關→拉動紙帶。故答案是ABDEC.
規律 方法 技巧
要做好這類題目，要注意以下幾點：
1.物體放在靠近打點計時器的位直
2.先接通電源，后拉動紙帶
3.最后別忘了斷開電源。
一定是先接通打點計時器，后拉動紙帶
典題精析
例2.關于打點計時器打出的紙帶，下列敘述中正確的是（　 ）
A．點跡均勻，說明紙帶做勻速運動
B．點跡變稀，說明紙帶做加速運動
C.點跡變密 ，說明紙帶做加速運動
D.相鄰 兩點間的時間間隔相等
　　
解析：打點計時器的打點的頻率一定，相鄰兩點間的時間間隔相等，如果紙帶勻速運動，點跡均勻；如果紙帶加速運動，點跡變稀；如果紙帶減速運動，點跡變密。故答案是ABD.
規律 方法 技巧
要做好這類題目，要注意以下幾點：
1.選取一條點跡清晰的紙帶為研究對象
2.分要的紙帶上點與點之間間隔的變化情況
3.若點與點之間的距離相等，就可判斷物體做勻速運動，若點與點之間的間距越來越大，則物體做加速運動，反之做減速運動。
典題精析
例3.如圖為某次實驗時打出的紙帶，打點計時器每隔0.02s打一個點，圖中O點為第一個點，A、B、C、D為每隔兩點選定的計數點。 。根據圖中標出的數據，打A、D點時間內紙帶的平均速度有多大？打B點時刻紙帶的瞬時速度有多大？
解析：AD段的平均速度
規律 方法 技巧
要做好這類題目，要注意求平均速度和瞬時速度的步驟：
1.選取一條點跡清晰的紙帶為研究對象
2.求出該段紙帶對應的位移△x ，數出相應的點跡間隔數，求出△t
3.利用v= △x/ △t求出該段的平均速度，若某點包含在該段位移中，可用平均速度表示該點的瞬時速度 。
當時間間隔很短時，可用平均速度代替瞬時速度，故B點的瞬時速度
課堂小結
實驗裝置如圖所示，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管發出光線，B管接收光線．當固定在車上的遮光板通過光電門時，光線被擋住，記錄儀上可以直接讀出光線被擋住的時間Δt.這段時間就是遮光板通過光電門的時間．根據遮光板的寬度Δ x和測出的時間Δ t ，就可以算出遮光板通過光電門的平均速度.由于遮光板的寬度Δ x很小，因此可以認為，這個平均速度就是小車通過光電門時的瞬時速度。
拓展：借助現代科技儀器測速度
1．光電門測速度
2．頻閃照相測速度
頻閃照相法是一種利用照相技術，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．當物體運動時，照相機可以拍攝出該物體每隔相等時間所到達的位置．通過這種方法拍攝的照片稱為頻閃照片．
與打點計時器記錄的信息相比，頻閃燈的閃光頻率相當于打點計時器交變電源的頻率，而相同時間間隔出現的影像則相當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．求平均速度和瞬時速度，兩者都是一樣的．
3．傳感器測速度
下圖是一種運動傳感器的原理圖，這個系統由A、B兩個小盒子組成．固定在運動物體上的A盒中裝有發射器，可同時發射紅外線脈沖(光速c＝3×108 m/s)和超聲波脈沖(常溫下聲速v＝340 m/s)，固定的B盒中裝有接收裝置，利用接收的時間差確定A、B間的距離，由兩次測得的距離Δx和兩次發射脈沖的時間間隔Δt可求出A的速度．c v，則x1＝vt1，x2＝vt2，Δx＝x2－x1，Δt＝t2－t1，vA＝ Δx/ Δt ，如圖所示．
例題：用氣墊導軌和數字計時器更能精確地測量物體的瞬時速度．如圖所示，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間Δt1＝0.29 s，通過第二個光電門的時間Δt2＝0.11 s，已知遮光板的寬度為3.0 cm，分別求滑塊通過第一個光電門和第二個光電門時的速度大小．
解析：由于滑塊經過光電門時遮光板的擋光時間較短，所以滑塊經過光電門的速度可用遮光板擋光時間內的平均速度表示．
經過光電門2的速度
經過光電門1的速度
答案：0.10 m/s　0.27 m/s
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

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