内容正文:
课时2 x—t图像 打点计时器的使用
第一章 运动的描述
第2节 时间 位移
1.知道x-t图像的物理意义,并能根据x-t图像描述物体的位置和位移。
2.了解两种打点计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用。
3.会用打上点的纸带计算物体运动的位移和时间。
学习目标
一辆汽车沿平直公路行驶,汽车各个时刻的位置坐标列表如下。
时刻t/s 0 4.9 10.0 15.1 19.9
位置x/m 0 100 200 300 400
以时刻t为横轴,以位置x为纵轴,建立直角坐标系,试结合表中汽车的时刻、位置信息在坐标系中描点,并用平滑的曲线连接起来。观察图像有什么特点?
课堂导入
3
在直角坐标系中选时刻t为横轴,选位置x为纵轴,其上的图线就是位置—时间图像。
反映物体在任意时刻的位置
一、位置-时间图像 和 位移-时间图像
新知探究
1.位置—时间图像
将初始位置选作位置坐标原点O,则位置坐标与位移大小相等(x=Δx),位置—时间图像就成为位移—时间图像。
反映物体不同时间内的位移
2.位移—时间图像(x-t图像)
3.从x-t图象看物体的运动
①坐标:
任一时刻物体的位置,
如t1时刻a物体处于x2,t2时刻a物体处于0;
任一时间内物体发生的位移,
如0~t1内a物体的位移为Δx=x2-x1,
t1~t2内的位移为Δx=0-x2=-x2。
图象是一条倾斜的直线表示什么运动?
图象是一条水平的直线表示什么运动?
图象是一条曲线表示什么运动?
匀速直线运动
静止
变速直线运动
特别提醒:
x-t图象只能用来描述直线运动;
x-t图象描述的是位移x随时间t变化的情况,不是物体运动的轨迹,因此x-t图象为曲线时,并不表示物体做曲线运动,而是变速直线运动.
思考:
t1时刻a,b在处相遇
纵轴截距:t=0时x=?
横轴截距:x=0时t=?
③两个图象的交点有什么含义?
② 截距:
计时初始位置
原点处对应的时刻
④A、B两图线倾斜方向不同表示什么意义?
两物体运动方向相反
1.一辆汽车沿着平直道路行驶,在t=0到t=40 s的时间内,汽车的x-t图像如图所示,则这40 s内汽车 ( )
A.在前10 s内向负方向运动
B.在10~20 s内没有运动
C.离出发点最远距离为70 m
D.在20~40 s内驶离出发点
练一练
B
A、末质点位移为0,前内位移为负,后内位移为正,故末质点运动方向改变
B、末质点的位移为零,该时刻质点的速度为零
C、质点在内做匀速直线运动,方向与规定的正方向相同
D、质点在时间内的位移大小为,位移的方向与规定的正方向相同
C D
2、(多选)质点沿直线运动,其x-t图象如图,关于质点的运动,下列正确的是( )
生活中,人们可以用多种方法记录某一时刻物体运动的位置,从而推断出它在一段时间内的位移。
用照相的方法记录物体的位置,用钟表记录物体运动的时刻,也可以用频闪照相的方法同时记录物体运动的时刻和位置。
学校实验室中常用打点计时器来记录时间和位移。
频闪照相
二、位移和时间的测量
新知探究
电磁打点计时器:约8 V交流电
电火花计时器:220 V交流电
打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,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。
1、两类打点计时器
2.练习使用打点计时器
①.固定打点计时器;
②.安装纸带;
③.先启动电源, 后用手水平地拉动纸带,随后立即关闭电源;
④.取下纸带;
试拉纸带无明显阻滞现象
0
5
10
15
⑤.取下纸带,利用刻度尺从参考点测量位移数值,设计表格记录数据。
区间 0~5 0~10 0~15 0~n
x/m
t/s
新知探究
3.打点计时器—注意事项
(1)使用打点计时器时,先接通电源,再拉动纸带,次序能否颠倒?颠倒后会造成什么样的结果?
(2)使用打点计时器之前没有检查振针,振针距复写纸的距离过高,在使用该计时器时可能会造成什么样的结果?若振针距复写纸的距离过低,在使用该计时器时可能会造成什么样的结果?
(3)使用打点计时器时,使用的电压过低,会造成什么样的结果?使用的电压过高,会造成什么样的结果?
(4) 若使用交流电的频率并不是50HZ而是60HZ,使用人却不知道,会造成什么样的结果?
浪费纸带,有效长度短
无点迹 直线
点迹模糊 短线或双点
速度的测量值小于真实值
1、使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中:在如下基本步骤中,正确的排列顺序为_________ 。
A.把电火花计时器固定在桌子上
B.安装纸带
C.松开纸带让物体带着纸带运动
D.接通220 V交流电源
E.按下脉冲输出开关,进行打点
ABDEC
当堂检测
2.对电火花计时器和电磁打点计时器的有关说法中,正确的是( )
①电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源 ②两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 ③电火花打点计时器在纸带上打点也是靠振针和复写纸
④电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
A
3.一学生在练习使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是点,而是一些短线,这可能是因为( )
A.打点计时器错接在直流电源上
B.电源电压不稳定
C.电源的频率不稳定
D.振针压得过紧
D
4.(多选)甲、乙两物体在同一直线上运动的x-t图像如图所示,以甲的出发点为原点,出发时刻为计时起点,从图像中可以看出( )
A.甲、乙同时出发
B.乙比甲先出发
C.甲开始运动时,乙在甲前面x0处
D.甲在中途停了一会儿,但最后还是追上了乙
ACD
5.(x-t图像)下图是物体沿直线运动的位移—时间图像,则在0~4 s内物体通过的路程( )
A.等于2 m
B.等于4 m
C.等于10 m
D.大于10 m
C
Lavf58.12.100
Lavf58.12.100
Lavf58.12.100
$