第四课打点计时器.doc

第一章 运动的描述
1.4实验：用打点计时器测速度
学习目标:
1. 了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。
2. 知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz，则每隔0．02s打一个点。
3． 会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，掌握一些处理数据的基本方法。
4． 知道什么是速度时间-图象以及如何用图象来表示速度与时间的关系。
5. 知道匀速直线运动和匀变速直线运动的v-t图象的物理意义，能用v-t图象来表示物体的运动规律。
6. 知道什么是匀变速直线运动和非匀变速运动。
7. 能正确区分s-t图象和v-t图象。
主要内容：
一、练习使用打点计时器
电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。
二、注意事项：
①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。
③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。
④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
三、对打上点的纸带进行数据处理，目的是研究纸带或与纸带相连的物体的运动况。设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。如果数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T。如果测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为

如果纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。
也可用某两个较近的点间距除以相应的时间求出其平均速度，当时间很短时，可以用该速度近似的表示瞬时速度。
由于打点计时器的时间间隔很短，纸带速度较小时每两个点间的距离很小，用刻度尺测量时相对误差较大，因此常常在测量时取一些相等时间间隔的点作为计数点，其它点将不用于计算，但此时每两个计数点之间的时间间隔要重新运算。
例1．在用打点计时器测速度的实验中，某同学遥测一小车的速度，他在实验中操作的先后顺序应是
A.把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面
B.把打点计时器固定在木板的没有滑轮的一端，并连好电路
C.换上新的纸带，在重做两次
D.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
E.使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动
F.把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着合适的钩码
G.断开电源，取出纸带
H.选取点迹清晰的纸带，取合适的计数点，用刻度尺量取长度，计算速度。
四、速度时间图象（v-t图）
1．速度-时间图象反映了物体的速度随时间变化的规律。简称速度图象。
2．匀速直线运动的v-t图

3．变速直线运动的v-t图

4．根据速度-时间图象可以作出如下判断：
①读出物体在某时刻的速度或物体的某一速度所对应的时刻。
②求出物体在某段时间内速度的变化量或物体发生某一速度变化所经历的时间。
③判断物体的运动方向。
④判断物体的运动性质。（情况）
⑤比较物体速度变化快慢，求加速度。（直线倾斜程度）
⑥求各段时间内质点的位移。
注：①v-t图象交点不表示相遇。
②v-t图象不是质点运动轨迹。
③纵轴截距表示运动物体的初速v0，横轴截距表示过一段时间才开始运动。
例2、下列图象中表示匀速直线运动的是( )

例3、如第6题图(a),为一个质点的s-t图象,则下列图(b)中与之对应的v-t图为( )

课堂训练：
1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是( )
A．时间间隔 B．位移 c．瞬时速度 D．平均速度。
2．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( )
A．每四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。
B．每四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒
C．每两个计数点间隔四个点，则计数点间的时间间隔为0．08秒。
D．每两个计数点间隔四个点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。
3．如图所示的四条纸带，是某同学练习使用打点计时器得到的纸带的右端后通过打点计时器。从点痕的分布情况可以断定：纸带_______是匀速通过打点计时器的，纸带_____是越走越快的，纸带_______是先越走越快，后来又越走越慢。

4．若所用电源频率是50赫，上图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时________s，位移为______米，这段时间内纸带运动的平均速度是______m／s。BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。
5.有一质点从t=0开始由原点出发,其运动的v-t图象如图所示,则质点( )
A.t=1s时,离原点的距离最大 B.t=2s时,离原点的距离最大
C.t=2s时,回到原点 D.t=4s时,回到原点