【同步導(dǎo)學(xué)】2012高中物理 1.4用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度課件 新人教版必修1

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1、4.實(shí) 驗(yàn) ： 用 打 點(diǎn) 計(jì) 時(shí) 器 測(cè) 速 度 1學(xué)習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2學(xué)會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶測(cè)量物體的速度，并能理解計(jì)算各計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度的物理思想方法3掌握描點(diǎn)畫圖象的方法，利用vt圖象分析數(shù)據(jù)，描述物體的運(yùn)動(dòng) 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器或電火花計(jì)時(shí)器)、紙帶、刻度尺、交流電源、導(dǎo)線等 一、認(rèn)識(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1構(gòu)造如下圖所示是電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)圖，要求能夠了解各部件的名稱及作用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2工作原理(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用電流的磁效應(yīng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)的一種儀器當(dāng)接在10 V以下(一般保證在4 V以上)的低壓交流電源上時(shí)，線圈的磁場(chǎng)方向周期性改變，在線圈和永

2、久磁鐵的作用下，振片便上下振動(dòng)起來(lái)，位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)而打點(diǎn)，這時(shí)如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡振片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致，當(dāng)電源頻率為50 H z時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02 s. (2)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上打出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器當(dāng)接通220 V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡當(dāng)電源頻率為50 H z時(shí)，它也是每隔0.02 s打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是0.0

3、2 s. 3兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較 類型比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源46 V低壓交流220 V交流打點(diǎn)方式振針打點(diǎn)電火花打點(diǎn)時(shí)間間隔每隔0.02 s打一次點(diǎn)每隔0.02 s打一次點(diǎn)實(shí)驗(yàn)誤差振針和紙帶接觸會(huì)影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較大火花放電不會(huì)影響紙帶運(yùn)動(dòng)，誤差較小 對(duì)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的有關(guān)說(shuō)法中，正確的是()A電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電B兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣C電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙D電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和墨粉 解 析 ： 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙，電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠電火花和

4、墨粉，所以C、D錯(cuò)誤答 案 ： AB 2實(shí)驗(yàn)步驟(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線分別與電源的接線柱相連接(3)打開電源開關(guān)，用手水平地拉動(dòng)紙帶使它在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下了一系列點(diǎn) 把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速運(yùn)動(dòng).位置A B C D E F(xnxn1/m)v/(ms1) 答 案 ： 0.350.430.35 1實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好，以免拉動(dòng)紙帶時(shí)晃動(dòng)，并要先輕輕試?yán)垘?，?yīng)無(wú)明顯的阻滯現(xiàn)象2使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶3手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以

5、防點(diǎn)跡太密集 4使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面5使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，如打出點(diǎn)較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度 思 考 與 討 論 怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度？如果紙帶上的點(diǎn)跡分布不均勻，那么，點(diǎn)跡密集的地方表示運(yùn)動(dòng)的速度較大還是較??？ 點(diǎn) 撥 ： 測(cè)出紙帶上兩點(diǎn)間的距離，數(shù)一下兩點(diǎn)間有多少個(gè)時(shí)間間隔，即有多少個(gè)0.02 s，用距離除以時(shí)間即得到平均速度點(diǎn)跡密集，表示相同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移小，即運(yùn)動(dòng)的速度較小 說(shuō) 一 說(shuō) 百米賽跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度從始至終不變嗎？如果有變化，你估計(jì)是怎樣變化的

6、？某位運(yùn)動(dòng)員百米賽跑的成績(jī)是10.57 s，按照你的估計(jì)畫出他在這段時(shí)間的vt圖象的草圖 如果是沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練的同學(xué)跑百米，他的vt圖象的形狀可能有什么不同？點(diǎn) 撥 ： 運(yùn)動(dòng)員的百米賽跑中，速度變化較大大致可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)?dòng)階段，速度從零迅速增大；中間階段，這一階段速度幾乎不變；沖刺階段，速度逐漸增加到最大如圖甲所示 甲 如果是沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練的同學(xué)跑百米，他的速度可能是先增加到最大，然后又逐漸減小，如圖乙所示乙 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_電源的計(jì)時(shí)儀器，它的工作電壓為_，當(dāng)電源頻率為50 H z時(shí)，它每隔_s打一次點(diǎn)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)將紙帶穿過(guò)_，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的_面；

7、應(yīng)把_電源用導(dǎo)線接在接線柱上；打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先_，再讓紙帶運(yùn)動(dòng) 解 析 ： 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種測(cè)量時(shí)間的儀器，需要使用6 V以下的低壓交流電源，它每隔一個(gè)周期打一個(gè)點(diǎn)，因此紙帶上兩個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為一個(gè)周期即0.02 s，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過(guò)限位孔，復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并要放在紙帶的上面，打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)答 案 ： 交流6 V以下0.02限位孔上低壓交流接通電源 【 跟 蹤 發(fā) 散 】11：當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)跡下列關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說(shuō)法中正確的是()A點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C紙帶上點(diǎn)跡的分

8、布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況 解 析 ： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，在實(shí)驗(yàn)中所起的作用，就是通過(guò)在紙帶上打點(diǎn)記錄物體在不同時(shí)刻的位置，從而通過(guò)測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的距離得到物體做直線運(yùn)動(dòng)在不同時(shí)間內(nèi)的位移，同時(shí)通過(guò)兩個(gè)不同位置間的點(diǎn)跡間隔數(shù)目和每?jī)蓚€(gè)相鄰點(diǎn)跡間隔對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0.02 s，可以得到物體在這兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間答 案 ： ABD 如右圖所示的四條紙帶，是某同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶(紙帶的左端先通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器) 解 析 ： 速度是單位時(shí)間內(nèi)物體所通過(guò)的位移紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等，因此物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，相鄰兩點(diǎn)間的距離相等，所以A、C紙帶是勻

9、速通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的；B紙帶相鄰兩點(diǎn)間距離越來(lái)越大，則速度越來(lái)越大，因此B紙帶是越來(lái)越快地通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的；D紙帶相鄰兩點(diǎn)間的距離先變大，后變小，說(shuō)明速度先變大后變小，因此D紙帶是開始越來(lái)越快，后來(lái)又越來(lái)越慢 答 案 ： ACBD0.040.276.75117.88 答 案 ： 先變大后變小0.3 s5.49102 m0.183 m/s 在做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，某同學(xué)得到了如右圖所示的一條紙帶圖中所示數(shù)字為各點(diǎn)距第一點(diǎn)的距離，單位是cm.(1)設(shè)計(jì)一個(gè)表格，將測(cè)量得到的物理量和計(jì)算出的各相鄰時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度填入表格中(2)畫出vt圖象判斷紙帶運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 解 析 ： (1)經(jīng)測(cè)量，

10、相鄰時(shí)間間隔內(nèi)的位移x如下表所示可得出平均速度.01 12 23 34 45x/m 0.024 0 0.024 3 0.023 6 0.024 2 0.024 0t/s 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02v/(ms1) 1.20 1.22 1.18 1.21 1.20 (2)在vt圖上，表示出速度隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示，在誤差允許的范圍內(nèi)，相等時(shí)間內(nèi)的平均速度相等，所以紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng) 【 跟 蹤 發(fā) 散 】31：如右圖所示是甲、乙兩物體運(yùn)動(dòng)的速度圖象，下列說(shuō)法正確的是()A物體甲處于靜止?fàn)顟B(tài)B物體乙剛開始時(shí)以5 m/s的初速度與甲物體同向運(yùn)動(dòng)C物體甲在最初3 s內(nèi)的位移為

11、30 mD物體乙的運(yùn)動(dòng)方向在1 s時(shí)發(fā)生變化 答 案 ： BC 1在“使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，除電源、紙帶外，還需選用的儀器是()A停表B刻度尺C速度計(jì) D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器解 析 ： 由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下的點(diǎn)的間隔數(shù)可知任意兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔，故不需要停表再利用刻度尺測(cè)出兩點(diǎn)間的距離就可進(jìn)一步求出平均速度，故不需要速度計(jì)答 案 ： BD 2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期，決定于()A交流電壓的高低 B交流電的頻率C永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱 D振針與復(fù)寫紙的距離解 析 ： 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期決定于交流電的頻率，例如頻率為50H z時(shí)每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)答 案 ： B 3根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶

12、，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是()A時(shí)間間隔 B位移C速率 D平均速度答 案 ： AB 4使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)()A應(yīng)先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)B應(yīng)先使紙帶運(yùn)動(dòng)，再接通電源C在使紙帶運(yùn)動(dòng)的同時(shí)接通電源D先使紙帶運(yùn)動(dòng)或先接通電源都可以解 析 ： 先接通電源，再使紙帶運(yùn)動(dòng)，可使紙帶上打出的點(diǎn)更多，紙帶利用率更高答 案 ： A 5打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上的點(diǎn)跡，直接記錄了()A物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B物體在不同時(shí)刻的位置C物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移D物體在不同時(shí)刻的速度 解 析 ： 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是每隔0.02 s在紙帶上打一個(gè)點(diǎn)因此，根據(jù)打在紙帶上的點(diǎn)跡，可直接反映物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間因?yàn)榧垘Ц\(yùn)動(dòng)物體連在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定，所以紙帶上的點(diǎn)跡就相應(yīng)地記錄了物體在不同時(shí)刻的位置雖然用刻度尺量出各點(diǎn)跡間的間隔，可知道物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移，再根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)可算出物體在不同時(shí)刻的速度，但這些量不是紙帶上的點(diǎn)跡直接記錄的綜上所述，正確的選項(xiàng)為A、B.答 案 ： AB 6下圖所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的4條紙帶，其中，平均速度最大的是哪一條() 解 析 ： 由圖可知四條紙帶所取點(diǎn)跡的總長(zhǎng)相差不多，其中紙帶A上點(diǎn)跡最稀疏，即所用時(shí)間最短，故其平均速度最大答 案 ： A 答 案 ： 0.10 m/s 0.27 m/s