1、n知識與技能n1知道電磁打點計時器和電火花計時器的構(gòu)造和工作原理；n2會利用打出的紙帶判斷物體的運動時間和相應(yīng)時間內(nèi)的位移；n3會根據(jù)打點的紙帶計算某段時間內(nèi)的平均速度和某點時的瞬時速度n過程與方法n1通過本節(jié)的學(xué)習(xí)了解打點計時器的使用方法；n2通過本實驗的具體操作，體會粗略確定物體速度的方法，會求某段時間的平均速度和某一時刻的瞬時速度n情感、態(tài)度與價值觀n通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，了解物理學(xué)在處理實際問題的實際應(yīng)用，從而增強將物理知識應(yīng)用于實踐的意識n1構(gòu)造：線圈、永久磁鐵、振片、振針、限位孔、復(fù)寫紙、紙帶等，如下圖所示n2電磁打點計時器使用交流電源，電壓在6V以下n3工作原理：接通交流電源后，線圈

2、中產(chǎn)生周期性變化的磁場，振片被磁化，其極性隨線圈中磁場的變化而變化，于是振片和永久磁鐵之間就產(chǎn)生周期性的引力和斥力，振片就上下振動，帶動其上的振針上下振動這時，如果紙帶運動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上打上一系列的點n4當(dāng)電源頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一個點n5使用電磁打點計時器時，通電以前，把紙帶穿過限位孔再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動起來，帶動其上的振針上下振動n1電火花計時器使用交流電源，工作電壓是220V.n2電火花計時器的構(gòu)造如下圖所示主要由脈沖輸出開關(guān)、正負脈沖輸出插座、墨粉紙盤、紙盤軸等構(gòu)成n3計時原理：n電火花計時裝置

3、中有一將正弦式交變電流轉(zhuǎn)化為脈沖式交變電流的裝置當(dāng)計時器接通220V交流電源時，按下脈沖輸出開關(guān)，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針和接負極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電，利用火花放電在紙帶上打出點跡當(dāng)電源的頻率為50Hz時它每隔0.02s打一個點n4兩種計時器的比較：電磁打點計時器電火花計時器電源性質(zhì)6V以下交流電源220V交流電源(頻率50Hz)打點頻率打點時間間隔0.02s、頻率50Hz打點時間間隔0.02s、頻率50Hz打點方式振針通過復(fù)寫紙在紙帶上打點火花放電使墨粉在紙帶上成點紙帶與限位孔、限位盤的摩擦；振針與紙帶打點接觸時的摩擦n1實驗?zāi)康模壕毩?xí)使用電火花計時器；利用打上點的紙帶研究物體的

4、運動情況n2實驗器材：電火花計時器、紙帶、刻度尺、導(dǎo)線、電源n3實驗步驟：把電火花計時器固定在桌子上，檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條紙帶是否已經(jīng)正確地穿過限位孔，墨粉紙盤是否夾在兩條紙帶中間把計時器上的電源插頭插在220V的交流電源上按下脈沖輸出開關(guān)，用手水平地拉動兩條紙帶，紙帶上就打了一系列小點取下紙帶，從能看得清的某個點開始，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點如果共有n個點，點的間隔數(shù)為(n1)個，用t0.02s(n1)就可以算出紙帶的運動時間用刻度尺測量一下打下這些點時，紙帶通過的距離x有多長 n表一點數(shù)n點間隔數(shù)n1運動時間t/s位移x/m平均速度/(ms1)n表二A和B的距離

5、x1/mB和C的距離x2/mC和D的距離x3/mD和E的距離x4/mE和F的距離x5/mn4.注意事項：n振針的高度應(yīng)適當(dāng)，并且不要松動，否則會出現(xiàn)漏點、雙點、等時性不良等情況，并且可能對紙帶產(chǎn)生過大的摩擦阻力n檢查電源的電壓是否符合要求，絕對禁止把打點計時器直接接入照明電路中n復(fù)寫紙片不要裝反，每打完一條紙帶，要將圓形復(fù)寫紙片的位置調(diào)整一下，以充分利用它的不同部位，保證打點清晰n實驗時要先接通電源，再讓紙帶運動，每打完一條紙帶要及時切斷電源，防止線圈過熱而損壞n紙帶應(yīng)平直地通過限位孔，盡可能地減少紙帶與限位孔間的摩擦n3注意事項n(1)在實際計算中并不是x越小越好，因為x過小會使測量誤差較大

6、，因此應(yīng)根據(jù)實際情況選取兩點來測量x.n(2)如圖所示的紙帶D，F(xiàn)兩點間的平均速度，不但能代表E點的瞬時速度，還能代表D，F(xiàn)間其他點的瞬時速度n1以速度v為縱軸，時間t為橫軸建立直角坐標系，用描點法在坐標系中描出物體在各個時刻的速度，再用平滑的曲線將各點連接起來，就得到一條能反映速度隨時間變化關(guān)系的圖線，叫速度時間圖象n2速度時間圖象反映了物體的速度隨時間變化的規(guī)律根據(jù)速度時間圖象可以作出哪些判斷或得出哪些結(jié)論？n(1)讀出物體在某時刻的速度或物體的某一速度所對應(yīng)的時刻在右圖中，0時刻的速度為v0，t時刻的速度為vt.n(2)求出物體在某段時間內(nèi)速度的變化量或物體發(fā)生某一速度變化所經(jīng)歷的時間在

7、圖中，0t時間內(nèi)速度的變化量為vvtv0.n(3)判斷運動方向根據(jù)速度的正、負判斷運動方向，速度為正，表示物體沿正方向運動；速度為負，表示物體沿負方向運動，在下圖中，0t3時間內(nèi)物體沿正方向運動，t4t6時間內(nèi)，物體沿負方向運動n(4)比較物體速度變化的快慢在vt圖象中，直線的傾斜程度(斜率)反映了物體速度改變的快慢，傾斜程度越大，表示速度改變得越快，傾斜程度越小，表示物體的速度改變得越慢，直線不傾斜(平行于時間軸)，表示物體的速度不變在圖中，不難看出，物體在0t1時間內(nèi)比在t2t3時間內(nèi)速度變化得慢，在t4t5時間內(nèi)比在t5t6時間內(nèi)速度變化得慢n在應(yīng)用vt圖象時，要注意避免下列幾種常見的錯

8、誤： n把vt圖象和xt圖象混淆不清例如：把vt圖象中兩條直線的交點誤認為相遇，在vt圖象中根據(jù)直線向上傾斜、向下傾斜判斷運動方向等等n把vt圖象誤認為是質(zhì)點的運動軌跡n特別提醒：n在vt圖象中，某段時間圖線與時間軸圍成的面積值表示該段時間內(nèi)物體通過的位移大小，形狀一樣的圖線，在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同n解析：選用合適的電源，是保證打點計時器安全、正常工作的前提；紙帶是否平整，影響到紙帶運動時受到的阻力，紙帶平整時阻力比較小；打點周期性是否良好直接決定著實驗結(jié)果的誤差大小；復(fù)寫紙的安裝是否正確，影響著打點的清晰度根據(jù)以上分析可見，四個選項的內(nèi)容都是實驗前應(yīng)該檢查的n規(guī)律總結(jié)：使用打點計時

9、器時，應(yīng)注意以下幾方面的問題：n(1)打點的頻率等于交流電的變化頻率n(2)振針過高、過低、過松均會影響打點的質(zhì)量n(3)為保證打出的第1個點對應(yīng)于物體運動的初始時刻，應(yīng)先接通電源，后讓物體開始運動n變式訓(xùn)練1在使用打點計時器時，有關(guān)以下注意事項或?qū)嶒灢僮鳎_的內(nèi)容是()nA每打完一列點跡就要切斷電源nB不要移動圓形復(fù)寫紙片的位置nC紙帶一定要從兩限位孔穿過，并且壓在復(fù)寫紙的下面nD側(cè)向移動限位孔位置，在一條紙帶上可以打出兩列點，這樣能夠提高紙帶的利用率n答案：ACDn解析：每打完一列點就要切斷電源，是為了防止線圈過熱而損壞；圓形復(fù)寫紙是套在定位軸上的，定位軸可以移動，每打完一列點后移動一下

10、定位軸，以充分利用復(fù)寫紙的各個部位，可保證打點清晰；限位孔也可以側(cè)向移動，但在移動時要保證兩限位孔縱向?qū)R，移動后要把螺釘擰緊正確答案是A、C、D.n例2關(guān)于打點計時器打出的紙帶，下列敘述中正確的是n()nA點跡均勻，說明紙帶做勻速運動nB點跡變稀，說明紙帶做加速運動nC點跡變密，說明紙帶做加速運動nD相鄰兩點間的時間間隔相等n答案：ABDn解析：打點計時器的振針打點的頻率一定(50Hz)，相鄰兩點間的時間間隔相等，如果紙帶勻速運動，點跡均勻；如果紙帶加速運動，點跡變稀；如果紙帶減速運動，點跡變密n規(guī)律總結(jié)：(1)選取一條點跡清晰的紙帶為研究對象n(2)分析紙帶上點與點之間間隔的變化情況n(3

11、)若點與點之間的距離相等，就可判斷物體做勻速運動，若點與點間距越來越大，則物體做加速運動，反之做減速運動n變式訓(xùn)練2當(dāng)紙帶與運動物體相連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列關(guān)于紙帶上點痕的說法中正確的是()nA點痕記錄了物體運動的時間nB點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移nC點痕在紙帶上的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀nD紙帶上點痕的分布情況反映了物體的運動情況n答案：ABDn解析：點痕可以記錄物體的運動時間，相鄰兩點之間的時間間隔為0.02s，只要在紙帶上數(shù)出間隔數(shù)n，就可以求出運動的時間間隔n0.02s，所以A正確；物體的始末位置可以用紙帶上對應(yīng)的點來表示，可以得出相應(yīng)時刻

12、的位置，用刻度尺測量始末位置對應(yīng)點的距離，可以得出物體的位移，所以B正確；紙帶上點痕的疏密程度可以表示相應(yīng)時間內(nèi)通過的距離，所以可以表示物體運動的快慢，因此D正確；點痕可以反映物體的運動情況，但是不能反映物體的質(zhì)量和形狀，因此C錯誤所以說法正確的是A、B、D.n例3如圖為某次實驗時打出的紙帶，打點計時器每隔0.02s打一個點，圖中O點為第一個點，A、B、C、D為每隔兩點選定的計數(shù)點根據(jù)圖中標出的數(shù)據(jù)，打A、D點時間內(nèi)紙帶的平均速度有多大？打B點時刻紙帶的瞬時速度有多大？計算的依據(jù)是什么？你能算出打O、D點時間內(nèi)紙帶的平均速度嗎？為什么？n答案：231.25cm/s212.50cm/s不能不知時

13、間n分析：根據(jù)平均速度和瞬時速度的定義式求解n變式訓(xùn)練3下圖是一位同學(xué)利用電磁打點計時器打出的一條紙帶，相鄰點的時間間隔為0.02s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1mm的直尺，試計算拖著紙帶做直線運動的物體：n(1)在AC這段時間內(nèi)的平均速度；n(2)在B點的瞬時速度n例4如圖所示是一個物體運動的vt圖象，從以下三個方面說明它的速度是怎樣變化的n(1)物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？n(2)運動的方向是否變化？n(3)速度的大小是否變化？怎樣變化？n答案：(1)具有一定的初速度(2)變化(3)變化先變大，再不變，再變小，最后反向變大n解析：(1)由題圖可知，在t0時v0，所以物體具有一定

14、的初速度n(2)在0t3這段時間內(nèi)，速度為正值，說明物體沿正方向運動，t3時刻以后，速度為負值，說明物體沿與正方向相反的方向運動，所以物體運動的方向發(fā)生了變化n(3)速度的大小發(fā)生變化，在0t1時間內(nèi)逐漸增大，t1t2時間內(nèi)速度大小不變，t2t3時間內(nèi)速度逐漸減小，在t3時刻速度為零，在t3時刻以后，速度反向，但大小又在逐漸增大n規(guī)律總結(jié)：圖象能比較直觀地表達物理規(guī)律，對于vt圖象應(yīng)把握好以下幾點：(1)判斷速度的正負，t軸上方，速度為正，表示物體沿正方向運動；t軸下方，速度為負，表示物體沿負方向運動n(2)圖象傾斜程度的理解：與t軸平行，則說明物體做勻速運動；在t軸上方且向上傾斜，則說明物體

15、做加速運動，反之則為減速運動；在t軸下方且向上傾斜，則說明物體沿負方向做減速運動，反之則為沿負方向做加速運動n變式訓(xùn)練4如圖為某一物體運動的vt圖象，下列結(jié)論中正確的是()nAO到A的速度變化比B到C的速度變化慢nBAB平行于時間軸，則物體在AB這段時間內(nèi)是靜止的nCO到A的速度方向與B到C的速度方向相反nD物體的位移越來越大n答案：ADn解析：圖象BC段的傾斜程度大于OA段的傾斜程度，則說明BC段速度變化快，因此A對；AB平行于t軸，則說明在AB段物體做勻速運動；OA段與BC段都在t軸上方，物體的速度均為沿正方向運動，因此C錯D對n一、打點計時器n1電磁打點計時器的原理n電磁打點計時器是一種

16、記錄運動物體在一定_內(nèi)_的儀器使用_電源，工作電壓在6V以下，當(dāng)電源的頻率是_時，它每隔0.02s打一個點通電以前，把紙帶穿過_，再把套在軸上的_壓在紙帶的上面n2電火花打點計時器的原理n電火花計時器的原理與電磁打點計時器相同，不過在紙帶上打點的不是振針和復(fù)寫紙，而是_和_(如下圖)這種計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力比較_，實驗誤差也就比較_n二、練習(xí)使用打點計時器n使用方法n安裝好器材，啟動電源，用手_地拉動紙帶，紙帶上就打下了一行小點，隨后_電源取下紙帶，從較清晰的某一點開始，數(shù)出n個點，則從第一個點到第n個點的運動時間t_，用_測量出第一個點到第n個點的距離x.n三、用打點計時器測量

17、瞬時速度n測量瞬時速度的方法n如下圖所示n根據(jù)D、F兩點的位移x和時間t，算出紙帶在這兩點間的平均速度_用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過E點的_n四、速度時間圖象n在方格紙上建立直角坐標系，用縱坐標表示物體運動的_，用橫坐標表示_，根據(jù)表中各時刻的速度將_作為一組坐標在圖象中_，將點連線后得出的圖象稱為速度時間圖象(vt圖象)，簡稱_n1一個同學(xué)在使用電磁打點計時器做實驗時紙帶上沒有留下任何痕跡，這可能是因為 n()nA交變電流的電壓不穩(wěn)定nB打點計時器接在直流電源上nC振針與紙帶的距離過大nD振針壓得過緊n答案：BCn解析：交變電流的電壓不穩(wěn)定，只會使打點時的時間間隔不穩(wěn)定，不影響打點，故A錯；若直接接在直流電源上，不能正常工作，故不能打點；振針離紙帶過遠時振針接觸不到紙帶，打不上點；振針壓得過緊時打出的不是點而是短線，不會沒有痕跡n2一同學(xué)從家中出發(fā)，沿平