1.3 实验：用打点计时器测速度（课件+word）-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版必修1）浙江专用

第3课时　实验：用打点计时器测速度 [研究学考·明确要求] 知识内容 用打点计时器测速度 考试要求 学考 选考 √ 基本要求 1.知道电磁打点(电火花)计时器的作用、外观结构及名称 2.知道打点计时器打相邻两个点的时间间隔，掌握电磁打点(电火花)计时器的使用方法 3.能设计“用打点计时器测速度”的实验记录表 4.会根据纸带上点迹的疏密判断速度的大小，并计算物体运动的平均速度 5.理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用该思想方法计算瞬时速度 6.能运用实验数据描绘v－t图象，并会根据画出的图象说明物体运动的快慢 7.会借助传感器测速度 发展要求 在计算瞬时速度时，会合理选取时间间隔 说明 1.不要求了解电磁打点(电火花)计时器的内部结构和技术细节 2.不要求理解用气垫导轨、光电门和数字计时器研究运动的原理 知识点一　了解并练习使用打点计时器 [基 础 梳 理] 1．打点计时器的作用及分类 打点计时器是一种使用交流(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02_s打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移，供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种。 2．电磁打点计时器 (1)工作电压：6_V以下的交流(填“交流”或“直流”)电源； (2)原理：接通交流电源后，振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。 3．电火花计时器 (1)工作电压：220 V交流(填“交流”或“直流”)电源； (2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。 4．两种计时器误差比较 电火花计时器使用中对纸带运动阻力较小，因而系统误差较小。 思考　打点计时器打点时，打点计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种打点计时器做实验时，实验误差更小呢？ 答案　因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运动带来的阻力很小，使系统误差更小。 [即 学 即 练] 1．如图1所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是50 Hz时，每隔________ s打一次点。其工作时的基本步骤如下： 图1 A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源 B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座 C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器 D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动 上述步骤正确的顺序是________。(按顺序填写步骤编号) 解析　电火花计时器的工作电压是220 V交流电，频率为50 Hz时，打点时间间隔为0.02 s，工作时，应先接通电源后释放纸带，并且打完纸带后应立即关闭电源，所以正确的顺序是CBDA。 答案　交流　0.02　CBDA 知识点二　用打点计时器测平均速度和瞬时速度 [基 础 梳 理] 1．实验步骤 (1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带。 (2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6 V低压交流电，电火花计时器接220 V交流电)。 (3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源。 (4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为(n－1)个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02 s。 (5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。 (6)根据纸带计算平均速度[来源:Zxxk.Com] 用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，n个点之间的时间Δt＝(n－1)×0.02_s。则平均速度v＝。[来源:Z*xx*k.Com] (7)根据打点计时器计算瞬时速度 ①原理：取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v＝测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移来计算。 如图2所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE＝。 图2 ②数据处理；把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D、……，如图3所示，依次测出各点到O点的距离，再算出OA、AB、BC、……的距离x1、x2、x3、……。 图3 若打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D、……各点的瞬时速度分别为：vA＝、……。 、vD＝、vC＝、vB＝ 把数据填入下表，根据数据判断纸带运动速度的变化情况。 位置[来源:学科网] A B C D E F G v/(m·s－1) [来源:Z_xx_k.Com] 2.注意 为了