人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理第四节第四节 实验：用打点计时器测速度实验：用打点计时器测速度人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理1构构造造：线圈圈、永永久久磁磁铁、振振片片、振振针、限限位位孔孔、复复写写纸、纸带等等，如如下下图所所示示人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理2电磁打点磁打点计时器使用交流器使用交流电源，源，电压在在6V以下以下3工工作作原原理理：接接通通交交流流电源源后后，线圈圈中中产生生周周期期性性变化化的的磁磁场，振振片片被被磁磁化化，其其极极性性随随线圈圈中中磁磁场的的变化化而而变化化，于于是是振振片片和和永永久久磁磁铁之之间就就产生生周周期期性性的的引引力力和和斥斥力力，振振片片就就上上下下振振动，带动其其上上的的振振针上上下下振振动这时，如如果果纸带运运动，振振针就就通通过复复写写纸在在纸带上打上一系列的点上打上一系列的点4当当电源源频率是率是50Hz时，它每隔，它每隔0.02s打一个点打一个点5使使用用电磁磁打打点点计时器器时，通通电以以前前，把把纸带穿穿过限限位位孔孔再再把把套套在在轴上上的的复复写写纸片片压在在纸带的的上上面面接接通通电源源后后，在在线圈圈和和永永久久磁磁铁的的作作用用下下，振振片片便便振振动起起来来，带动其上的振其上的振针上下振上下振动人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理1电火花火花计时器使用交流器使用交流电源，工作源，工作电压是是220V.2电火火花花计时器器的的构构造造如如下下图所所示示主主要要由由脉脉冲冲输出出开开关关、正正负脉脉冲冲输出出插插座座、墨粉墨粉纸盘、纸盘轴等构成等构成人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理3计时原理：原理：电火火花花计时装装置置中中有有一一将将正正弦弦式式交交变电流流转化化为脉脉冲冲式式交交变电流流的的装装置置当当计时器器接接通通220V交交流流电源源时，按按下下脉脉冲冲输出出开开关关，计时器器发出出的的脉脉冲冲电流流经接接正正极极的的放放电针和和接接负极极的的纸盘轴产生生火火花花放放电，利利用用火火花花放放电在在纸带上上打打出出点点迹迹当当电源源的的频率率为50Hz时它每隔它每隔0.02s打一个点打一个点人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理4两种两种计时器的比器的比较：电磁打点磁打点计时器器电火花火花计时器器电源性源性质6V以下交流以下交流电源源220V交流交流电源源(频率率50Hz)打点打点频率率打点打点时间间隔隔0.02s、频率率50Hz打点打点时间间隔隔0.02s、频率率50Hz打点方式打点方式振振针通通过复写复写纸在在纸带上打上打点点火花放火花放电使墨粉在使墨粉在纸带上成点上成点阻力来源阻力来源纸带与限位孔、限位与限位孔、限位盘的摩的摩擦；振擦；振针与与纸带打点接触打点接触时的摩擦的摩擦纸带与限位孔、限位与限位孔、限位盘的摩擦的摩擦精确比精确比较电火花火花计时器比器比电磁打点磁打点计时器更精确器更精确人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理5、注意事项：、注意事项：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。下振针距复写纸片的高度使之增大一点。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。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。释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。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。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。人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理3实验步步骤：把把电火火花花计时器器固固定定在在桌桌子子上上，检查墨墨粉粉纸盘是是否否已已经正正确确地地套套在在纸盘轴上上，检查两两条条纸带是是否否已已经正正确确地地穿穿过限限位位孔孔，墨墨粉粉纸盘是是否否夹在在两两条条纸带中中间把把计时器器上上的的电源源插插头插插在在220V的的交交流流电源源上上按按下下脉脉冲冲输出出开开关关，用用手手水水平平地地拉拉动两两条条纸带，纸带上上就就打打了了一一系系列列小小点点取取下下纸带，从从能能看看得得清清的的某某个个点点开开始始，数数一一数数纸带上上共共有有多多少少个个点点如如果果共共有有n个个点点，点点的的间隔隔数数为(n1)个个，用用t0.02s(n1)就就可可以以算算出出纸带的的运运动时间用用刻刻度度尺尺测量量一一下下打打下下这些些点点时，纸带通通过的的距距离离x有多有多长 人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理3注意事注意事项(1)在在实际计算算中中并并不不是是x越越小小越越好好，因因为x过小小会会使使测量量误差差较大大，因因此此应根根据据实际情况情况选取两点来取两点来测量量x.(2)如如图所所示示的的纸带D，F两两点点间的的平平均均速速度度，不不但但能能代代表表E点点的的瞬瞬时速速度度，还能能代表代表D，F间其他点的瞬其他点的瞬时速度速度人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理1以以速速度度v为纵轴，时间t为横横轴建建立立直直角角坐坐标系系，用用描描点点法法在在坐坐标系系中中描描出出物物体体在在各各个个时刻刻的的速速度度，再再用用平平滑滑的的曲曲线将将各各点点连接接起起来来，就就得得到到一一条条能能反反映映速速度度随随时间变化关系的化关系的图线，叫速度，叫速度时间图象象2速速度度时间图象象反反映映了了物物体体的的速速度度随随时间变化化的的规律律根根据据速速度度时间图象象可可以作出哪些判断或得出哪些以作出哪些判断或得出哪些结论？人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理(1)读出出物物体体在在某某时刻刻的的速速度度或或物物体体的的某某一一速速度度所所对应的的时刻刻在在右右图中中，0时刻刻的速度的速度为v0，t时刻的速度刻的速度为vt.(2)求求出出物物体体在在某某段段时间内内速速度度的的变化化量量或或物物体体发生生某某一一速速度度变化化所所经历的的时间在在图中，中，0t时间内速度的内速度的变化量化量为vvtv0.人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理(3)判判断断运运动方方向向根根据据速速度度的的正正、负判判断断运运动方方向向，速速度度为正正，表表示示物物体体沿沿正正方方向向运运动；速速度度为负，表表示示物物体体沿沿负方方向向运运动，在在下下图中中，0t3时间内内物物体体沿沿正正方方向向运运动，t4t6时间内，物体沿内，物体沿负方向运方向运动人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理(4)比比较物物体体速速度度变化化的的快快慢慢在在vt图象象中中，直直线的的倾斜斜程程度度(斜斜率率)反反映映了了物物体体速速度度改改变的的快快慢慢，倾斜斜程程度度越越大大，表表示示速速度度改改变得得越越快快，倾斜斜程程度度越越小小，表表示示物物体体的的速速度度改改变得得越越慢慢，直直线不不倾斜斜(平平行行于于时间轴)，表表示示物物体体的的速速度度不不变在在图中中，不不难看看出出，物物体体在在0t1时间内内比比在在t2t3时间内内速速度度变化化得得慢慢，在在t4t5时间内内比比在在t5t6时间内内速速度度变化得慢化得慢人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理例例1在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面的内容在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面的内容 ()A所用电源是否符合要求所用电源是否符合要求B纸带是否平整纸带是否平整C打点周期的等时性是否良好打点周期的等时性是否良好D复写纸安装是否正确复写纸安装是否正确答案：答案：ABCD典型例题解析典型例题解析人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理解解析析：选选用用合合适适的的电电源源，是是保保证证打打点点计计时时器器安安全全、正正常常工工作作的的前前提提；纸纸带带是是否否平平整整，影影响响到到纸纸带带运运动动时时受受到到的的阻阻力力，纸纸带带平平整整时时阻阻力力比比较较小小；打打点点周周期期性性是是否否良良好好直直接接决决定定着着实实验验结结果果的的误误差差大大小小；复复写写纸纸的的安安装装是是否否正正确确，影影响响着着打打点点的的清清晰晰度度根根据据以以上上分析可见，四个选项的内容都是实验前应该检查的分析可见，四个选项的内容都是实验前应该检查的人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理规律总结：规律总结：使用打点计时器时，应注意以下几方面的问题：使用打点计时器时，应注意以下几方面的问题：(1)打点的频率等于交流电的变化频率打点的频率等于交流电的变化频率(2)振针过高、过低、过松均会影响打点的质量振针过高、过低、过松均会影响打点的质量(3)为保证打出的第为保证打出的第1个点对应于物体运动的初始时刻，应先接通电源，后让物体个点对应于物体运动的初始时刻，应先接通电源，后让物体开始运动开始运动人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理变式式训练1在在使使用用打打点点计时器器时，有有关关以以下下注注意意事事项或或实验操操作作，正正确确的的内内容容是是()A每打完一列点迹就要切断每打完一列点迹就要切断电源源B不要移不要移动圆形复写形复写纸片的位置片的位置C纸带一定要从两限位孔穿一定要从两限位孔穿过，并且，并且压在复写在复写纸的下面的下面D侧向向移移动限限位位孔孔位位置置，在在一一条条纸带上上可可以以打打出出两两列列点点，这样能能够提提高高纸带的的利用率利用率答案：答案：ACD人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理解解析析：每每打打完完一一列列点点就就要要切切断断电电源源，是是为为了了防防止止线线圈圈过过热热而而损损坏坏；圆圆形形复复写写纸纸是是套套在在定定位位轴轴上上的的，定定位位轴轴可可以以移移动动，每每打打完完一一列列点点后后移移动动一一下下定定位位轴轴，以以充充分分利利用用复复写写纸纸的的各各个个部部位位，可可保保证证打打点点清清晰晰；限限位位孔孔也也可可以以侧侧向向移移动动，但但在在移移动动时时要要保保证证两两限限位位孔孔纵向对齐，移动后要把螺钉拧紧正确答案是纵向对齐，移动后要把螺钉拧紧正确答案是A、C、D.人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理例例2关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是()A点迹均匀，说明纸带做匀速运动点迹均匀，说明纸带做匀速运动B点迹变稀，说明纸带做加速运动点迹变稀，说明纸带做加速运动C点迹变密，说明纸带做加速运动点迹变密，说明纸带做加速运动D相邻两点间的时间间隔相等相邻两点间的时间间隔相等答案：答案：ABD人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理解解析析：打打点点计计时时器器的的振振针针打打点点的的频频率率一一定定(50Hz)，相相邻邻两两点点间间的的时时间间间间隔隔相相等等，如如果果纸纸带带匀匀速速运运动动，点点迹迹均均匀匀；如如果果纸纸带带加加速速运运动动，点点迹迹变变稀稀；如如果果纸纸带带减减速速运运动动，点点迹变密迹变密人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理规律总结：规律总结：(1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象选取一条点迹清晰的纸带为研究对象(2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情况分析纸带上点与点之间间隔的变化情况(3)若若点点与与点点之之间间的的距距离离相相等等，就就可可判判断断物物体体做做匀匀速速运运动动，若若点点与与点点间间距距越越来来越越大，则物体做加速运动，反之做减速运动大，则物体做加速运动，反之做减速运动人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理例例3如如图图为为某某次次实实验验时时打打出出的的纸纸带带，打打点点计计时时器器每每隔隔0.02s打打一一个个点点，图图中中O点点为为第第一一个个点点，A、B、C、D为为每每隔隔两两点点选选定定的的计计数数点点根根据据图图中中标标出出的的数数据据，打打A、D点点时时间间内内纸纸带带的的平平均均速速度度有有多多大大？打打B点点时时刻刻纸纸带带的的瞬瞬时时速速度度有有多多大大？计计算算的的依依据据是是什什么么？你你能算出打能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？点时间内纸带的平均速度吗？为什么？人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理答案：答案：231.25cm/s212.50cm/s不能不知时间不能不知时间分析：分析：根据平均速度和瞬时速度的定义式求解根据平均速度和瞬时速度的定义式求解人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理例例4如如图图所所示示是是一一个个物物体体运运动动的的vt图图象象，从从以以下下三三个个方方面面说说明明它它的的速速度度是是怎怎样样变化的变化的人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理(1)物体是从静止开始运物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？是具有一定的初速度？(2)运运动的方向是否的方向是否变化？化？(3)速度的大小是否速度的大小是否变化？怎化？怎样变化？化？答答案案：(1)具具有有一一定定的的初初速速度度(2)变变化化(3)变变化化先先变变大大，再再不不变变，再再变变小小，最最后反向变大后反向变大人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理解析：解析：(1)由题图可知，在由题图可知，在t0时时v0，所以物体具有一定的初速度，所以物体具有一定的初速度(2)在在0t3这这段段时时间间内内，速速度度为为正正值值，说说明明物物体体沿沿正正方方向向运运动动，t3时时刻刻以以后后，速速度度为负值，说明物体沿与正方向相反的方向运动，所以物体运动的方向发生了变化为负值，说明物体沿与正方向相反的方向运动，所以物体运动的方向发生了变化(3)速速度度的的大大小小发发生生变变化化，在在0t1时时间间内内逐逐渐渐增增大大，t1t2时时间间内内速速度度大大小小不不变变，t2t3时时间间内内速速度度逐逐渐渐减减小小，在在t3时时刻刻速速度度为为零零，在在t3时时刻刻以以后后，速速度度反反向向，但但大大小小又又在在逐逐渐增大渐增大人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理规律总结：规律总结：图象能比较直观地表达物理规律，对于图象能比较直观地表达物理规律，对于vt图象应把握好以下几点：图象应把握好以下几点：(1)判断速度的正负，判断速度的正负，t轴上方，速度为正，表示物体沿正方向运动；轴上方，速度为正，表示物体沿正方向运动；t轴下方，速度为负，轴下方，速度为负，表示物体沿负方向运动表示物体沿负方向运动(2)图象倾斜程度的理解：与图象倾斜程度的理解：与t轴平行，则说明物体做匀速运动；在轴平行，则说明物体做匀速运动；在t轴上方且向上轴上方且向上倾斜，则说明物体做加速运动，反之则为减速运动；在倾斜，则说明物体做加速运动，反之则为减速运动；在t轴下方且向上倾斜，则说明物体轴下方且向上倾斜，则说明物体沿负方向做减速运动，反之则为沿负方向做加速运动沿负方向做减速运动，反之则为沿负方向做加速运动人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理变式式训练4如如图为某一物体运某一物体运动的的vt图象，下列象，下列结论中正确的是中正确的是()人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理AO到到A的速度的速度变化比化比B到到C的速度的速度变化慢化慢BAB平行于平行于时间轴，则物体在物体在AB这段段时间内是静止的内是静止的CO到到A的速度方向与的速度方向与B到到C的速度方向相反的速度方向相反D物体的位移越来越大物体的位移越来越大答案：答案：AD人人教教版版必必修修一一 新新课课标标 物物理理解解析析：图图象象BC段段的的倾倾斜斜程程度度大大于于OA段段的的倾倾斜斜程程度度，则则说说明明BC段段速速度度变变化化快快，因因此此A对对；AB平平行行于于t轴轴，则则说说明明在在AB段段物物体体做做匀匀速速运运动动；OA段段与与BC段段都都在在t轴轴上上方方，物物体体的速度均为沿正方向运动，因此的速度均为沿正方向运动，因此C错错D对对