物理必修ⅰ人教新课标第节实验：用打点计时器测速度课件.ppt

,理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第,4,节,实验：,用打,点计,时器,测速,度,考向一,考向二,第,一,章,运,动,的,描,述,考向三,一、实验目的,(1),了解打点计时器的结构、原理及使用方法。,(2),学会用打点计时器测量物体的速度。,(3),能利用,v,t,图像分析实验数据，描述物体的运动。,二、实验原理,(1),打点计时器的原理及使用：,电火花计时器,电磁打点计时器,结构图示,工作,电压,220 V,交流电,6 V,交流电,电火花计时器,电磁打点计时器,打点,方式,周期性产生电火花,振针周期性上下振动,打点周期,0.02 s,0.02 s,记录信息,位移、时间,三、实验器材,打点计时器、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。,四、实验过程,1,实验步骤,(1),把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。,(2),把电磁打点计时器的两个接线柱接到,6 V,的低压交流电源上。,(7),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,作为,“,计数点,”,，如图,1,4,1,所示，依次测出,O,到,A,、,A,到,B,、,B,到,C,之间的距离,x,1,、,x,2,、,x,3,。,图,1,4,1,位置,A,B,C,D,E,F,(,x,n,x,n,1,)/m,v,/(ms,1,),(2),利用,v,t,图像分析物体的运动,v,t,图像。,用横轴表示时间,t,，纵轴表示速度,v,，,建立直角坐标系。根据测量的数据在坐,标系中描点，然后用平滑的曲线把这,些点连接起来，即得到如图,1,4,2,所示的,v,t,图像。,v,t,图像的意义。,v,t,图像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。,图,1,4,2,五、注意事项,(1),实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，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。,(4),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，压在复写纸下面。,(5),使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整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,O,之间的距离,),。读数时应估读到毫米的下一位。,六、误差分析,(1),利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移,x,来求平均速度。,(2),测量计数点间的位移,x,带来误差。减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,O,的距离，再分别计算出各计数点间的距离。,(3),计数点间的时间,t,搞错。几个计数点间的时间间隔为,t,(,n,1)0.02 s,。而非,t,n,0.02 s,。,(4),作,v,t,图像不用坐标纸、尺子，坐标单位选定的不合理，作图粗糙带来误差。,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。,1借助传感器用计算机测速度,当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线,图145中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.,至于求平均速度和瞬时速度，两者都是一样的。,为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移x来求平均速度。,七、它案设计(常用测速度的方法),光电门，其中A管发出光线，B管接收光线。,(3)能利用vt图像分析实验数据，描述物体的运动。,将红外线、超声波发射器A盒固定在小车上，接收传感器B盒固定在某一位置并调整其高度与传感器A等高。,频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法。,图145中是采用每秒闪光10次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.,1 s，这样便记录了物体运动的时间。,(1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差。,(2)学会用打点计时器测量物体的速度。,七、它案设计,(,常用测速度的方法,),除用打点计时器测速度外，还可用以下的方法进行测量：,1,借助传感器用计算机测速度,如图,1,4,3,是一种运动传感器的原理图，这个系统由,A,、,B,两个小盒子组成。将红外线、超声波发射器,A,盒固定在小车上，接收传感器,B,盒固定在某一位置并调整其高度与传感器,A,等高。小车上,A,盒发射器对着接收器,B,，并处在同一直线上。将接收传感器,B,探测到的红外线、超声波到达的时间差等数,据输入,图,1,4,3,2,利用光电门测瞬时速度,实验装置如图,1,4,4,所示，使一辆小,车从一端垫高的木板上滑下，木板旁装有,光电门，其中,A,管发出光线，,B,管接收光线。,当固定在车上的遮光板通过光电门时，光线,被阻挡，记录仪上可以直接读出光线被阻,挡的时间。这段时间就是遮光板通过光电,图,1,4,4,(1)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。,横坐标表示时间，纵坐标表示速度,例3如图147所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。,(1)了解打点计时器的结构、原理及使用方法。,在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔0.,标系中描点，然后用平滑的曲线把这,(7)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作为“计数点”，如图141所示，依次测出O到A、A到B、B到C之间的距离x1、x2、x3。,vt图像的意义。,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。,而物体运动的位移则可以用尺子量出。,(1)利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差。,七、它案设计(常用测速度的方法),(2)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。,61 m/s，v40.,横坐标表示时间，纵坐标表示速度,而物体运动的位移则可以用尺子量出。,1借助传感器用计算机测速度,将接收传感器B探测到的红外线、超声波到达的时间差等数据输入,3,利用频闪照相分析计算物体的速度,频闪照相法是一种利用照相技术，每间隔一定时间曝光，从而形成间隔相同时间的影像的方法。在频闪照相中会用到频闪灯，它每隔相等时间闪光一次，例如每隔,0.1 s,闪光一次，即每秒闪光,10,次。当物体运动时，利用频闪灯照明，照相机可以拍摄出该物体每隔相等时间所到达的位置。通过这种方法拍摄的照片称为频闪照片。,图,1,4,5,中是采用每秒闪光,10,次拍摄的小球沿斜面滚下的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是,0.1 s,，这样便记录了物体运动的时间。而物体运动的位移则可以用尺子量出。,图,1,4,5,与打点计时器记录的信息相比，频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交变电源的频率，而相同时间间隔出现的影像则相当于打点计时器打出的点迹。因此，运动物体的频闪照片既记录了物体运动的时间信息，又记录了物体运动的位移信息。至于求平均速度和瞬时速度，两者都是一样的。,例,1,电磁打点计时器是一种使用,_,电源的计时仪器，它的工作电压为,_V,以下，当电源频率为,50 Hz,时，每隔,_s,打一个点；使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过,_,，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带的,_,面；打点时应先,_,，再让纸带运动。,解析,电磁打点计时器需要使用,6 V,以下的低压交流电源，它每隔一个周期打一个点，因此纸带上相邻两个点之间的时间间隔为一个周期；使用电磁打点计时器时，纸带应穿过两个限位孔，复写纸套在定位轴上，纸带要放在复写纸的下面；打点时应先接通电源，再让纸带运动。,答案,交流,6,两个限位孔上接通电源,例,2,打点计时器所用电源的频率为,50 Hz,，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图,1,4,6,所示，纸带在,A,、,C,间的平均速度为,_ m/s,，在,A,、,D,间的平均速度为,_ m/s,，,B,点的瞬时速度更接近于,_ m/s,。,图,1,4,6,答案,例,3,如图,1,4,7,所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，,0,、,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到,0,的距离如图所示。求出各计数点的瞬时速度并画出速度时间图像。,图,1,4,7,同理,v,3,0.61 m/s,，,v,4,0.69 m/s,，,v,5,0.70 m/s,。以,O,点为坐标原点，,横坐标表示时间，纵坐标表示速度,建立直角坐标系。根据前面计算出,的结果在直角坐标系中描点，然后,连线得到速度时间图像如图所示。,答案,见解析,点击下图片进入“应用创新演练”,