2018版物理《学案导学与随堂笔记》人教版必修1第一章4

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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结构和工作原理，并学会安装和使用.2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律．一、打点计时器及其原理1．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50Hz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

2、流”)电源；(2)原理：接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动．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交流电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹．4．两种计时器误差比较电火花计时器使用中对纸带的运动阻力极小，因而系统误差较小．二、练习使用打点计时器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

3、线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V以下低压交流电，电火花计时器接220V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)×0.02s.(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)利用公式v＝ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的平均速度．2．注意事项(1)打点前，应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置.(2)打点

4、时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带．(3)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．(4)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计数点到起始点O之间的距离)．读数时应估读到毫米的下一位．三、用打点计时器测量瞬时速度1．原理纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速Δx度表示，即根据v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速 Δt度．如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表

5、，即vE＝ΔxΔt.图12．数据处理(1)测量：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2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2(2)计算：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＝x1＋x2、2Tx2＋x3vB＝、vC＝2Tx3＋x4、vD＝2Tx4＋x5⋯⋯.2T(3)列表比较：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ABCDEFG－1v/(ms·)3.注意(1)为了减小实验误差，A、

6、B、C、D⋯⋯不一定是连续计时点，比如可以每隔四个点选一个点(称为计数点)，此时两个计数点间的时间间隔T＝0.1s.(2)计算计数点的瞬时速度时，Δx、Δt应取此计数点前、后两个计数点之间的位移和时间，即xn＋xn＋1v＝.2T四、用图象表示速度1．速度－时间图象(v－t图象)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，即得到物体运动的v－t图象．2．v－t图象的意义v－t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它不是(填“是”或“不是”)物体运动的轨迹

7、．例如，图3所示是某质点做直线运动的v－t图象．图3由v－t图象可知在0～4s内速度随时间不断增大，表示质点做加速运动；在4～8s内速度不随时间变化，表示质点做匀速运动；在8～10s内速度随时间不断减小，表示质点做减速运动．质点在t＝0时刻的速度为0.在5s末的速度大小为15m/s.一、打点计时器的应用原理及操作例1(多选)使用打点计时器测量瞬时速度时应注意()A．电火花计时器使用的电源是220V的交流电源，电磁打点计时器使用的是直流6V以下B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C．使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应

8、与两限位孔平行D．打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源答案BCD解析电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源，故A错；实验时应当先接通电源，再拉动纸带，故B正确；为了减小摩擦，拉动纸带的方向应当与限位孔平行，故C正确；打点计时器不能长时间连续工作，故D正