用打点计时器测速度导学案

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，学会安装和使用。

2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。

3．理解速度—时间图象的意义，掌握描点法画图象的方法。

重点：1．打点计时器的使用。

2．由纸带计算物体运动的瞬时速度。

3．画物体的速度—时间图象。

难点：1．对纸带数据的处理。

2．图象的画法及对图象理解。

自主学习：（一）打点计时器1、电磁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。

2、电火花计时器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。

3、两种计时器的比较：电磁打点计时器电火花计时器电源电压电源频率特点（二）练习使用打点计时器（步骤详见课本 P22）〖思考与讨论〗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）用打点计时器测量瞬时速度测量方法：某点 E 的瞬时速度可以粗略地由包含 E 点在内的两点间的平均速度来表示。

第四节实验：用打点计时器测速度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v­t图象分析实验数据，描述物体的运动。

1.实验原理(1)电磁打点计时器原理：接通交流电源后，线圈中产生周期性(0.02 s)变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，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打下一系列的点，打点时间间隔是0.02 s。

(2)电火花计时器原理：按下脉冲输出开关，在放电针与墨粉纸盘间产生火花放电，墨粉在纸带上留下点迹。

电火花计时器打点时间间隔也是0.02 s，电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也比较小。

(3)测速原理：如图所示，打第(n－1)个点到第(n＋1)个点这段时间的中间时刻恰好为打下第n个点的时刻，欲求打下第n个点时纸带的瞬时速度，可以粗略认为打下第n个点时的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，即：v n＝v＝x n＋x n＋12T。

(4)两种打点计时器的比较2．实验器材打点计时器、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、复写纸、细绳、钩码、刻度尺、导线、交流电源。

课堂任务探究过程·获取数据仔细观察实验装置图，认真参与“师生互动”。

活动1：打点计时器用交流电源还是直流电源？提示：用交流电源。

活动2：打点时，小车靠近滑轮还是靠近打点计时器？提示：靠近打点计时器，靠近滑轮纸带会有很多用不上，得到的点也少，不利于数据分析。

活动3：本实验的实验步骤有哪些？(1)把电磁打点计时器固定在水平桌面上，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。

(3)接通电源，用手水平拉动纸带，使纸带在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点，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，那么这n个点的间隔数为n－1，则对应的纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02 s。

第一章 运动的描述 第四节 用打点计时器测速度学习目标】1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会安装并使用打点计时器。

2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度。

3.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度—时间图象。

【重点、难点】重点：提取纸带信息并测算平均速度和瞬时速度； 难点：描点法画图象的方法。

预习案【自主学习】1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6_V 以下，当电源的频率是50 Hz 时，它每隔0.02_s 打一个点，通电前把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，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．如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移．2．电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小．3．用打点计时器测量瞬时速度时是利用了平均速度的公式v ＝ΔxΔt，当Δt 或Δx 较小时，用这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度．4．速度—时间图象(v －t 图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象.【学始于疑】探究案【合作探究一】一、练习使用打点计时器 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．(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点． (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)×0.02 s.(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．误差分析：(1)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． (2)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．(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．3．数据处理：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：v A ＝x 1＋x 22T 、v B ＝x 2＋x 32T、v C ＝x 3＋x 42T 、v D ＝x 4＋x 52T、….位置 A B C D E F (x n ＋x n ＋1)/m v /(m/s)问题：在使用打点计时器时，纸带上出现下列情况各是什么原因造成的？应如何调节？ (1)打点不清晰(不打点)． (2)打出的是短线，而不是点． 【合作探究二】用图象表示速度1．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，即得到如图2所示的v －t 图象．图22．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，它并不是物体运动的轨迹．3．匀速直线运动的v －t 图象(1)匀速直线运动的v －t 图象是与时间轴平行的直线，如图3所示，直线a 、b 分别表示v a＝4 m/s ，v b ＝8 m/s.图3(2)从匀速直线运动的v－t图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在v－t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图4中画斜线的部分．图4问题你能根据v－t图象判断物体的运动情况吗？图5是一个物体运动的v－t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的．图5(1)物体从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)速度的大小是否变化？怎样变化？(3)运动方向是否变化？归纳总结【课堂小结】【思考】许多变化过程可以用图象来表示，如气温的变化、股票的涨跌等，用这种形式表示变化过程有什么优点？【当堂检测】1．接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的先后关系应当是( )A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以2．打点计时器打出的纸带( )A．能准确地求出某点的瞬时速度B．只能粗略地求出某点的瞬时速度C．能准确地求出某段时间内的平均速度D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度3.图9为一条纸带打上点后的情况，已知A、B、C、D四个点中，A点最先打出，D点最后打出，由图可知，A→.B阶段纸带做______运动， B→C阶段很接近______运动，C→D阶段则做______运动，A→B、B→C和C→D三个阶段中的平均速度大小依次为______ m/s、______ m/s和______ m/s.已知交流电源的频率为50 Hz.图94．图10是某质点做直线运动的v－t图象，试回答：图10(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？(2)质点在2 s末的速度多大？【课后巩固】1.通过打点计时器得到的一条打点纸带上的点迹分布不均匀,下列判断正确的是( )A.点迹密集的地方物体运动的速度比较大B.点迹密集的地方物体运动的速度比较小C.点迹不均匀说明物体做变速运动D.点迹不均匀说明打点计时器有故障2.关于打点计时器,下列说法正确的是( )A.打点计时器可以使用直流电源B.打点计时器的打点周期只与电源的频率有关C.使用打点计时器时,纸带应穿过限位孔,压在复写纸的下面D.打点计时器只能连续工作很短时间,打点结束后要立即关闭电源3.在利用打点计时器测速度的实验中,若打点周期为0.02 s,则下列说法正确的是( )A.先接通电源,后拉动纸带B.先拉动纸带,后接通电源C.电火花计时器使用6 V以下的交流电源D.连续n个计时点间的时间为(n-1)×0.02 s4.(1)使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中,有如下基本步骤:A.把电火花计时器固定在桌子上B.安好纸带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,进行打点这些步骤正确的排列顺序为。

第一章运动的描述第4节实验：用打点计时器测速度【导学案使用方法指导】1.独立完成本学案，先通读教材，勾划重点知识，完成导学案，遇到难点再阅读教材，将自己的疑问记下来，并写上提示语、标注符号。

2.完成导学案的预习案后，学科班长按时收交，各组长督促落实，全部达标。

3．结合课本知识独立思考,所有同学规范完成导学案合作探究部分。

【学习目标】1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移）；会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度；掌握描点法画图像的方法，并能画出该实验的速度——时间图像，能从图像中获取有用的信息。

2.通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来，培养自己获取信息、处理信息的能力；领悟如何间接测一些不能直接测量物理量的方法。

3.培养自己合作与交流的精神，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯。

【学习重点】会用使用打点计时器，能根据纸带计算物体运动的瞬时速度，会用描点法绘出物体的速度——时间图像，并从中获取物理信息。

【学习难点】处理纸带的方法，用描点法画图像。

探究案探究一.两种计时器的比较探究二.练习使用打点计时器根据课本20页“练习使用打点计时器”内容，四人一小组使用打点计时器打出一条点击清晰的纸带。

问题1.根据你打出纸带的点迹，判断你手拉纸带的运动情况问题2.如果纸带上的点迹分布不均匀，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小?问题3.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？(用自己的语言详细描述)探究三.用打点计时器测量瞬时速度问题1.测量你自己用手拉纸带的速度。

为了描述速度变化的情况，请你根据纸带上的点，每隔0.1（或更短些的时间）计算一次速度。

先在纸带上用数字0，1，2，3 ，4，5 标出这些点，然后仿照课本21页1.4-5的办法，测量包含这个点的一小段位移Δx,纪录在表1中，同时纪录对应的时间Δt。

问题2.上表中算出的v是0，1，2，3，4，5各点附近的平均速度，把它们当做计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入表2中。

第四节 人教版必修一《用打点计时器测速度》学案学案一、知识点：1、打点计时器是运用交流电源仪器，其打点周期与交流电的周期相反，与电压、速度等有关2、打点计时器打点的时间距离由所用交流电源的频率决议，打点计时器1s 内打点的次数n 和所用电源的频率f 相等，因此打点时间距离T =f 1〔s 〕3、5 个延续点间只要4 个距离，因此在这5 个点间运动的总时间为0.02×4s=0.08s ；4、要留意长度的单位是cm ，在计算平均速度时应把cm 换成m5、打点计时器是计时仪器，经过查点数算出时间。

应用V=S/t ，量出纸带长度，查出时间，可直接求出速度。

6、末尾记载时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带随物体末尾运动二、练习题：1．关于打点计时器在纸带上打出的点痕，以下说法中正确的选项是〔 〕A ．点痕记载了物体运动的时间B ．点痕记载了物体在不同时辰的位置和某段时间内的位移C ．点在纸带上的散布状况反映了物体的运动状况D ．依据纸带上的点痕可以知道任一时辰运植物体的瞬时速度2．在运用打点计时器前应反省〔 〕A 、所用电源能否契合要求B 、纸带能否平整C 、打点周期的等时功用否良好D 、复写纸装置能否正确3．由打点计时器打出的纸带可以直接失掉〔可直接测量失掉，而不需经过计算〕的物理量是〔 〕A 、时间距离B 、位移C 、减速度D 、平均速度4．在运用打点计时器时〔 〕A 、 每打完一列点子就要切断电源B 、不要移动圆形复写纸片的位置C 、纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面D 、侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，提高纸带的应用率5．在运用打点计时器时〔 〕A 、应先接通电源，再使纸带运动B 、应先运用纸带运动，再接通电源C 、在使纸带运动的同时接通电源D 、先使纸带运动或先接通电源都可以6．下面是四位同窗在测定匀速运动的小车的速度时区分打出的四条纸带 ，纸带上的点迹比拟理想的是〔 〕7．运动小车拉动的纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点子中有 5 个延续明晰的点，测出 5 个点间的距离为20cm ，那么〔 〕A 、小车运动的平均速度为2.00m/sB 、小车运动的平均速度为2.50m/sC 、小车运动的平均速度为200m/sD 、小车运动的平均速度为250m/s8．某同窗用手水平地拉动纸带经过打点计时器后，纸带上打下了一列点，他要依据这列点计算纸带运动的平均速度及纸带能否做匀速直线运动，那么以下操作正确的选项是〔 〕A 、他首先查清共有多少个点B 、他首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点C 、他区分测出每两个相邻明晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为一切可以看清点间的总长度，用来计算平均速度。

第一章运动的描述1.4实验：用打点计时器测速度导学案【使用说明】1.请同学们认真阅读课本“P19—一p22”页，划出重要知识点，独立完成本学案。

2.各组学科组长按时交送，各组长监督落实，按时收交。

【学习目标】1、了解电磁打点计时器、电火花打点计时器的基本结构，理解其基本工作原理。

2、会根据纸带上的点迹计算物体的平均速度。

理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。

3、能运用实验数据描绘v-t图像，并会根据画出的图像描绘物体运动速度的变化特点。

【教学重点】1、打点计时器的使用方法和在实验中的作用。

2、根据纸带得出物体运动情况.3、在v-t坐标系中描点、拟合曲线并描述物体运动的规律。

【教学难点】：1、打点计时器的使用。

2、根据纸带得出物体运动情况。

【自主学习】课本第19至20页介绍了两种常见的计时仪器：电磁打点计时器和电火花计时器的基本结构、工作原理以及使用方法等相关信息，请回答下列问题。

1、我们使用的打点计时器有哪两种： _____________ 和_____________ 0(1)、电磁打点计时器的频率为： ___________ ,工作电压为：______________ o(2)、电火花打点计时器的频率为： __________ ,工作电压为：______________ o2、电磁打点计时器使用的电源是 _____________ ，当电源是50IIz时，它每隔_________ 打一个点。

操作时，纸带应穿过_________ ,复写纸套在__________ 上，放在纸带的______ (“上面”或“下面”)，打点时应先__________ 后 __________ o (“接通电源”或“释放纸带”)3、电火花打点计时器使用的电源是 ______ ,当电源是50Hz时，它每隔—s打一个点。

操作时，把 ____ 套在纸盘轴上，把纸带穿过 ________ ，将两条纸带从限位孔中穿过，让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。

§1.4实验：用打点计时器测速度【目标导学】 知识与技能：1．了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理。

2．会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。

理解用平均速度表示瞬时速度所使用的思想方法，会使用这种方法计算瞬时速度。

3．能运用实验数据描绘速度---时间图象,并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。

过程与方法：1．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。

2．经历科学探究过程认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物体的运动。

情感、态度与价值观：感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于实际生活的意识。

重点：1．了解打点计时器的方法和在实验中的作用。

2．知道如何计算纸带上各点的速度。

3．会在v-t 坐标系中描点、拟合曲线并描述物体运动的规律。

难点：1．对纸带数据的处理。

2．图象的画法及对图象理解。

【自主领悟】★思考：想要测出物体运动的速度，需要记录哪些信息呢？一、打点计时器1．电磁打点计时器是一种使用 (交流或直流)电源的计时仪器，它的工作电压是 。

当电源频率是50Hz 时，它每隔________s 打一个点。

2．电火花计时器的计时原理与电磁打点计时器相同，其结构如图所示。

使用时，墨粉纸套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔。

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就打出一列点迹。

电火花计时器的工作电源是 V 的 （交流或直流）电源。

当电源的频率是50Hz 时，它每隔________s 打一个点。

★思考：从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?【合作探究】二、练习使用打点计时器 1．实验步骤（1）了解打点计时器的结构，然后把它固定好。

（2）安装纸带。

（3）先 ，待开始打点后再 ，纸带上就打上一行小点，随后立即 。

§1.4 用打点计时器测速度一、导学目标1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会安装并使用打点计时器。

2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度。

3.明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度—时间图象。

二、自主学习1. 认识打点计时器（1）电磁打点计时器使用的是______(填直流或交流电),其工作电压为________（2）我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔____秒打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是______.（3）电火花计时器使用的是______(填直流或交流电),其工作电压为________（4）电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比较____,实验误差也就比较_____2.实验操作三、重点理解例题1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，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．平均速度例题2.在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是（）A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．舍去纸带上密集点，然后选取计数点C．若打点频率为50Hz，每五个点取一个计数点，则计相邻两个数点之间的时间间隔为0.1sD．实验中应使小车速度尽量小些四、练习巩固1．关于计数点的下列说法中，哪些是正确的? ( )A．用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的C．相邻计数点间的距离应当是相等的D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等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．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒。

B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是O．08秒C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．10秒E．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0．08秒4．打点计时器振针打点的周期，决定于： ( )A．交流电压的高低。

高一物理 WL-10-04-0000104《实验：用打点计时器测速度》导学案编写人：王晓秋审核人：张平编写时间：2010-4-15【学习目标】1.知道电磁打点（电火花）计时器的结构及名称. 2.知道电磁打点（电火花）计时器的作用，说出所使用的电源电压及打点计时器打相邻两个点的时间间隔. 3.掌握电磁打点（电火花）计时器的使用方法. 4.能设计“用打点计时器测速度”的实验记录表. 5.会根据纸带上点迹的疏密程度判断速度的大小，计算物体运动的平均速度. 6.理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这个思想方法计算瞬时速度.【重点难点】1、能运用实验数据描绘 v－t 图象，并根据画出的图象说明物体运动的快慢.2、会合理选取计算瞬时速度时的时间间隔.【自主学习】1.打点计时器 （1）电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定_________内发生__________的仪器，它使 用____________电源，由学生电源供电，工作电压在___________以下.当电源的频率是 50 Hz 时，它每隔__________打一个点.使用打点计时器时，纸带应穿过_________，复写纸应套在 _________，并要放在纸带的____________面；应把_________电源用导线接在__________ 上；打点时应先__________，再让纸带运动. （ 2 ） 电 火 花 计 时 器 的 原 理 与 电 磁 打 点 计 时 器 相 同 ， 也 使 用 ________ 电 源 ， 工 作 电 压 为 ____________，不过它利用 ____________在纸带上打出点迹， 纸带运动时受到的阻 力 ____________，实验误差也____________. （3）图 1－4－1 为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件代号.它们的名称分 别是：①___________，②____________，③___________，④___________，⑤___________， ⑥____________，⑦____________，⑧____________.图 1－4－1 2.用打点计时器测量瞬时速度 在纸带上选取两个相近的点，测出位移 Δx 和时间 Δt，则__________是纸带在这段时间上的 平均速度，时间越短，平均速度越接近于某一点的瞬时速度.因此当时间较短时，其平均速 度可以表示_______. 3.用图象表示速度 物体的运动可以用图象描述.以____________为纵轴，__________为横轴建立直角坐标系，来描述____________的变化规律.【问题探究】打点计时器工作电源能用直流电吗？电火花计时器和电磁打点计时器工作条件有何不同？在利用打点计时器打出的纸带求某点的瞬时速度时，时间间隔大一点好小一点好？1.关于打点计时器 电磁打点计时器是利用交流电源在线圈中产生不断变化的磁场，并磁化振片使之在永磁铁的作用下，产生了与交流电方向变化步调相同的振动，即振片的振动频率和交流电频率相同，电磁打点计时器的打点时间间隔等于交流电源频率的倒数.所以打点计时器必须使用交 流电源，通常的工作电压是 10 V 以下，我国的民用电源的频率为 50 Hz，所以电磁打点计时器每打两个点的时间间隔为 1 s，即 0.02 s. 50在使用打点计时器时，纸带上的点可能不清晰或不打点，出现这种情况的原因比较多. 如振针过高；电压太低，振幅小；复写纸用的太久.可采取的相应调节办法是：把振针适当调低；调高电压；换新的复写纸.若打出的是短线不是小圆点，说明振针在复写纸上停留的 时间过长.可能原因是振针过低；所加电压太高，使振幅过大.相应的措施为把振针调高些；适当调低电压.打双点的原因有可能是振针松动，只要把振针固定好就行了.另外注意打点计 时器只能连续工作很短时间，打点后要立即关闭电源.电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸而是电火花和墨粉，打点时间间隔也是 0.02 s.两种计时器的联系与区别见下表格：比较内容电磁打点计时器电火花计时器电源种类交流电交流电工作电压10 V 以下220 V打点频率50 Hz50 Hz相邻点时间间隔0.02 s0.02 s打点原理机械压力火花烧灼2.用打点计时器测量瞬时速度 测量瞬时速度的方法实际上是利用了一种极限逼近的方法来进行的. 如图 1－4－2 所示，要测量 E 点的瞬时速度，可以选取较为靠近 E 点的两个点如 D、F两点，根据 D、F 两点间的位移 Δx 和时间 Δt，计算出纸带在这两点间的平均速度 v x ， t用这个平均速度代表纸带经过 E 点时的瞬时速度.图 1－4－2 理论上来说，D、F 离 E 点越近，DF 段上纸带的运动越接近于匀速，算出的平均速度 就越接近 E 点的瞬时速度，然而 D、F 两点距离过小测量误差就会增大，所以应根据实际情 况选取这两个点. 3.速度－时间图象 图象法是更直观地反映变化规律的好办法.物体的运动也可以用图象来描述，以速度 v为纵轴、时间 t 为横轴建立直角坐标系.把测出的纸带上各点的速度在坐标系中描点，并用一条平滑的曲线把这些点连起来，曲线反映的规律应该与纸带运动的实际情况较为接近.（1）描绘图象例如，有一小球沿水平放置的长木板运动，运动速度几乎不变，可看作匀速直线运动.现在用秒表记录该物体在一些时刻的速度，如表所示：运动时间 t/s01234小球速度 v/（m·s－1）0.20.20.20.20.2以 v 为纵坐标，t 为横坐标，画出物体的速度—时间图象，如图 1－4－3 所示.图 1－4－3 （2）认识图象 ①匀速直线运动的 v－t 图象是反映匀速直线运动的物体速度随时间变化的规律，横轴 表示时间，纵轴表示速度. ②图象是一条平行于 t 轴的直线. ③图象反映出匀速直线运动的速度是恒定（大小、方向都不变）的. （3）理解图象 ①若图象位于 t 轴上方，表示物体向正方向运动； 若图象位于 t 轴下方，表示物体向负方向运动. 在图 1－4－4 中，图线 a 表示物体向正方向做匀速直线运动，图线 b 表示物体向负方向 做匀速直线运动.图 1－4－4图 1－4－5②速度图线与 t 轴所围成的“面积”的值等于物体的位移的大小.图 1－4－5 中的阴影部分面积表示物体在 t1 到 t2 时间内发生的位移.③图线与坐标轴所围的面积在 t 轴上方的为正位移（物体向正方向运动发生的位移），下方的为负位移（物体向负方向运动发生的位移）.如图 1－4－6 所示，图线 a 和时间轴所围成的面积，表示该物体在 t1～t2 时间内向正方向发生的位移；图线 b 和时间轴所围成的面积，表示该物体在 t1～t2 时间内向负方向发生的位移.【典型例题】图 1－4－6应用点一：理解打点计时器的原理 例 1：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为 50 Hz 时，振 针每隔____________s 打一个点.现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于 50 Hz 时，如果仍按 50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值____________. 解析：本题考查电磁打点计时器的使用及其测量原理.当交流电的频率为 50 Hz 时，打点计时器每隔 0.02 s 打一个点，当交流电的频率低于 50 Hz 时，打点计时器打一次点的时间间隔 t 将大于 0.02 s，即 t 时间内的位移我们用 0.02 s 的位移计算（ v x ），因此测出的速 t度将比真实值偏大. 答案：0.02 偏大 点评：该题考查了打点计时器的工作原理，必须要理解打点时间间隔和交流电源频率间的关系，才能正确解答此题. 应用点二：纸带分析、测量和计算 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 1－4－7 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 1－4－7解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为 0.02 s.AC 间的距离为 1.40 cm=0.014 0 m，AD 间的距离为 2.50 cm=0.025 0 m.由公式 v= x 得， t0.014vAC=m/s=0.35 m/s，2 0.020.025 0vAD=m/s≈0.42 m/s.3 0.02B 点的瞬时速度更接近于 0.35 m/s.答案：0.35 0.42 0.35误区警示：求某点瞬时速度时，我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度，但这两点并不是靠的越近越好.因为两点距离太小，距离上测量的相对误差将会变大.应用点三：速度时间图象（v－t）例 3：A、B 两物体做直线运动的 v－t 图象如图 1－4－8 所示，则 A 的运动速度大小为____________m/s，B 的运动速度大小为____________m/s.A 和 B 的速度方向____________，（填“相同”或“相反”）A 的速度____________B 的速度.（填“大于”“等于”或“小于”），物体 A在 3 s 内的位移是____________方向____________，物体 B 在 4 s 内的位移是____________m，方向____________.图 1－4－8 解析：由图象可知：A 和 B 都做匀速直线运动，A 的速度大小为 10 m/s，B 的速度大小 为 5 m/s，A 沿规定的正方向运动，B 的运动方向跟规定的正方向相反，所以 A、B 速度方向 相反.速度的正、负只表示方向不表示大小，所以 A 的速度大于 B 的速度.A 的位移等于图中 A 的图线下方与 t 轴围成图形的面积 x1=v1t=30 m，因为在 t 轴上方故位移方向与规定正方向 相同.B 的位移等于图线与 t 轴围成的面积 x2=v2t=20 m，因为在 t 轴的下方，故位移方向与规 定的正方向相反. 答案：10 5 相反 大于 30 m 与规定正方向相同 －20 m 与规定正方向相反 点评：学会从图象中获取信息，速度－时间图象表示速度随时间的变化规律.【课堂练习】1、当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕.下列关于纸带上点痕的说 法中，哪些是正确的（ ）A.点痕记录了物体运动的时间 B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状 D.纸带上点痕的分布情况，反映了物体的运动情况 2、一打点计时器所用电源频率是 50 Hz，如图 1－4－9 所示，纸带上的 A 点先通过计 时器，A、B 间历时____________s，位移为____________m，这段时间内纸带运动的平均速 度 是 ____________m/s ， BC 段 平 均 速 度 是 ____________m/s ， AD 段 平 均 速 度 是 ____________m/s.图 1－4－9 3、物体沿直线运动的 v－t 图象如图 1－4－10 所示，根据图象分析 5 s 内物体的运动情 况.图 1－4－10【学后反思】。