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1、 時 刻 的 瞬 時 速 度近 就 越 接運 動 描 述 越 精 確越 小當內(nèi) 的 平 均 速 度 間 隔就 是 該 運 動 物 體 在 時 間那 么發(fā) 生 的 位 移 這 一 時 間 間 隔 內(nèi)到從如 果 能 測 量 出 運 動 物 體思 路 分 析t tt txx ttt ,: 問 題 提 出 : 如 何 測 定 運 動 物 體 在 某 一 段 時 間 內(nèi) 或 某 一 時 刻 的 運 動 快 慢 ? 思 考 : 如 何 記 錄 物 體 運 動 過 程 的 位 置 呢 ?游 戲 : 研 究 手 運 動 的 快 慢你 的 左 手 拿 著 一 塊 表 ,右 手 拿 著 一 枝 鉛 筆 你 的 同
2、 伴 牽 動 一 條寬 約 1 cm的 長 紙 帶 , 使 紙 帶 在 你 的 筆 下 沿 著 直 線 緩 慢 向 前 移動 每 隔 1s你 用 鉛 筆 在 紙 上 點 一 個 點 。 看 看 怎 樣 做 ? 1 、相鄰兩點的距離跟牽動紙帶的速度有什么關(guān)系? 相鄰兩點間的距離隨著牽動紙帶的速度的增大而加大2 、牽動紙帶的快慢不均勻,對相鄰兩點所表示的時間有沒有影響? 紙帶運動的快慢不均勻,點子的間隔也不均勻,但對相鄰兩點間的時間間隔沒有影響 紙帶上的點記錄了與紙帶相連的物體運動的時間及位移 受 到 這 個 游 戲 的 啟 發(fā) , 人 們 設(shè) 計 制 作 了 一 種能 精 確 記 錄 運 動 物
3、 體 在 一 定 時 間 間 隔 內(nèi) 位 移 的儀 器 , 這 就 是 打 點 計 時 器 觀 察 電 磁 打 點 計 時 器 并 自 主 閱 讀 課 本 19頁 相 關(guān) 內(nèi) 容 , 明確 它 的 結(jié) 構(gòu) 、 各 部 分 的 名 稱 、 工 作 原 理 及 使 用 方 法 一 、電磁打點計時器 電 磁 打 點 計 時 器 有 哪 些 組 成 部 分 ? 各 部 分 的 名 稱 是 什 么 ?請 在 圖 中 分 別 指 出 .p1、電磁打點計時器的結(jié)構(gòu)振 針 限 位 孔 永 久 磁 鐵 線 圈振 片紙 帶復(fù) 寫 紙 p2 、 電 磁 打 點 計 時 器 的工作原理 電 磁 打 點 計 時 器 是
4、 一 種 使 用 _電源 的 計 時 儀 器 工 作 電 壓 為_ 當 電 源 的 頻 率 是 50Hz時 ,它 每 隔 _s打 一 次 點 通 電 以 前 ,把 紙 帶 穿 過 _, 再 把 套 在 定 位軸 上 的 _壓 在 紙 帶 的 上 面 p3、 使用說明交 流46V 0.02 限 位 孔復(fù) 寫 紙 片 交流與討論n電 磁 打 點 計 時 器 能 否 使 用 直 流 電 源 , 為 什 么 ?不 能 , 因 為 工 作 原 理 中 是 靠 電 流 方 向 的 改 變 來 改 變 磁鐵 的 磁 場 方 向 , 從 而 促 使 振 動 片 上 下 振 動 。 若 使 用 直流 電 源 振
5、 片 將 無 法 振 動 , 打 點 計 時 器 將 打 不 出 點 。 1 避 免 長 期 工 作 導(dǎo) 致 的 線 圈 發(fā) 熱 而 損 壞n開 啟 電 源 打 點 完 畢 后 要 及 時 關(guān) 閉 電 源 ,這 樣 做 有 什 么 好 處 ?2 不 關(guān) 閉 電 源 , 打 點 計 時 器 會 一 直 打 點 ,這 些 多 余 的 點 難 以 區(qū) 分 , 會 影 響 我 們 分析 數(shù) 據(jù) 觀 察 電 火 花 計 時 器 并 閱 讀 其 使 用 說 明 書 , 明 確 它 的 結(jié) 構(gòu) 、 各 部 分的 名 稱 、 工 作 原 理 及 使 用 方 法 二、電火花打點計時器 說 一 說 : 電 火 花
6、 計 時 器 的 構(gòu) 成放電針紙盤軸電源開關(guān)墨粉紙盤 電火花打點計時器有哪些組成部分?各部分的名稱是什么?請在圖中分別指出.結(jié)構(gòu)墨 粉 紙 盒紙 帶插 座 工 作 原 理 : 當接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)過放電針、墨粉紙盤到紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運動的線帶上就打出一行點跡. p3、 使用說明:電 火 花 打 點 計 時 器 是 一 種 使 用 _電 源 的 計 時 儀 器 工作 電 壓 為 _ 當 電 源 的 頻 率 是 50Hz時 , 它 每 隔_s打 一 次 點 交 流220V0.02 三 、 關(guān) 于 打 點 周 期 T1、打點計時器的打點周期T由輸入電源的
7、頻率f決定。 頻率f:每秒打點的次數(shù)(赫茲Hz) 周期T:打一次點所經(jīng)歷的時間(秒s) T=1/f 2、我國交流電的f均為50Hz,故打點周期T=0.02s即:每隔0.02s打一個點 相鄰兩個點之間的時間間隔為0.02s 相同點:打點周期相同:T=0.02s1.打點方式不同電磁打點計時器:利用振動的振針打點電火花計時器:利用火花放電打點2.電源電壓不同電磁打點計時器:6V以下交流電電火花計時器:220V交流電振針打點時與紙帶接觸,會對紙帶產(chǎn)生阻礙作用;而火花放電基本不會阻礙紙帶的運動兩 種 打 點 計 時 器 的 共 同 點 與 不 同 點3.精確度不同 2 兩 種 打 點 計 時 器 相 比
8、 , 哪 個 更 好 些 ? 為 什么 ?電 火 花 計 時 器 可 能 會 更 好 些 , 因 為 :(1)電 磁 打 點 計 時 器 打 點 時 振 針 和 紙 帶 間 的 摩擦 較 大 而 電 火 花 計 時 器 使 用 中 運 動 阻 力 極 小 ,這 種 極 小 阻 力 來 自 于 紙 帶 運 動 的 本 身 , 而 不 是打 點 產(chǎn) 生 的 .(2)電 火 花 打 點 計 時 器 的 記 時 精 度 也 遠 優(yōu) 于 電磁 打 點 計 時 器 , 同 時 它 的 操 作 簡 易 , 學(xué) 生 使 用安 全 可 靠 四、打點計時器的作用1、直接測出:1)兩點間的時間間隔:f為50Hz時,
9、相鄰兩點的時間間隔t=1/f=0.02s 若共有n個點,則有 個時間間隔; 若兩點間間隔n個點,則有 個時間間隔。2)兩點間位移: 刻度尺測量,讀數(shù)估讀一位,注意單位統(tǒng)一2、間接測出: 紙帶速度(紙帶的運動情況) 物體運動情況 n-1 n+1 例 1 電 磁 打 點 計 時 器 的 打 點 周 期 取 決 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 弱 D 振 針 與 復(fù) 寫 紙 間 的 距 離 B 要 求 :( 1) 步 驟 正 確 .( 2) 點 跡 清 晰 , 間 距 合 適 , 有 足 夠 多 的 點 .五、練習(xí)使用打點計時器
10、 操作步驟 ( 4) 取 下 紙 帶 , 從 能 夠 看 清 的 某 個 點 開 始 , 往 后 數(shù)出 若 干 個 點 。 如 果 數(shù) 出 n個 點 , 這 些 點 劃 分 出 來 的 時間 間 隔 數(shù) 是 多 少 ?( 5) 用 刻 度 尺 測 量 出 第 一 個 點 到 第 n個 點 的距 離共 (n一 1)個 , 時 間 間 隔 t=(n-1)0.02S 六、測量平均速度( 1) 需 測 量 的 量 :( 2) 關(guān) 系 式 :V= 交流與討論 問 題 1 電 磁 打 點 計 時 器 中 怎 樣 安 放 復(fù) 寫 紙 和 紙 帶的 位 置 ?將 復(fù) 寫 紙 套 在 復(fù) 寫 紙 定 位 銷 上
11、 , 推 動 調(diào) 節(jié) 片 , 可調(diào) 節(jié) 復(fù) 寫 紙 位 置 將 紙 帶 從 復(fù) 寫 紙 圓 片 下 穿 過 。問 題 2 振 針 打 的 點 不 清 晰 或 打 不 出 點 可 能 是 哪些 原 因 ?怎 樣 調(diào) 整 ?1: 可 檢 查 壓 紙 框 的 位 置 是 否 升 高 , 而 阻 礙 了 振 動片 , 振 針 打 不 到 紙 帶 上 , 可 將 壓 紙 框 向 下 壓 恢 復(fù)其 原 來 位 置 5: 我 選 的 電 壓 在 4 V和 6 V的 情 況 下 , 打 點 的 清 晰 度 有 點 差別 , 電 壓 高 的 時 候 稍 清 晰 , 所 以 可 調(diào) 高 一 點 電 壓 2: 可
12、能 是 復(fù) 寫 紙 該 換 新 的 了3: 可 能 是 振 動 片 的 振 幅 太 小 , 可 調(diào) 整 振 動 片 的 位置 4: 可 能 是 振 針 的 位 置 太 高 , 調(diào) 整 振 針 的 位 置 ,直 到 打 出 點 為 止 六、紙帶的處理1、測平均速度(一段時間或者一段位移的平均速度)txv (1)要測的量(2)關(guān)系式點 跡 密 集 的 地 方 速 度 小 點 跡 的 疏 密 與 紙 帶速 度 大 小 有 什 么 關(guān)系 ? 2、測瞬時速度:用包含測量點在內(nèi)的一小段位移的平均速度來表示該測量點的瞬時速度(用包含了測量點E在內(nèi)的一小段位移DG的平均速度來表示點E的瞬時速度)包 含 測 量
13、 點 的 位 移 取 得 太 小 , 造 成 計 時 不 便 , 且 容 易 引 起 較大 誤 差 ;選 的 太 大 , 會 影 響 瞬 時 速 度 的 精 確 性 ; 所 以 要 根 據(jù)實 際 情 況 選 取 這 段 位 移 。 x/ t可 以 大 致 表 示 DF間 各 點 的 瞬 時 速 度 , 兩 邊 點 離 得越 近 算 出 的 平 均 速 度 接 近 E點 的 瞬 時 速 度 , 但 過 小 的 間 距也 會 增 大 測 量 的 誤 差 .注 意 : 用 打 點 計 時 器 測 量 瞬 時 速 度 VE =VD-F =1.思 想 方 法 :用 某 段 時 間 內(nèi) 的 平 均 速 度
14、 來 粗 略 的 代 替 這 段 時 間 內(nèi) 的某 點 的 瞬 時 速 度 .所 取 的 時 間 間 隔 越 接 近 該 點 計 算 出的 瞬 時 速 度 就 越 精 確 .2.測 量 原 理 : 瞬 時 速 度 的 求 法 X t x0 x1 x2 x3表 2 手 拉 紙 帶 在 幾 個 時 刻 的 瞬 時 速 度位 置 0 1 2 3t/sv/(m s -1)填寫表格 【小結(jié)】談?wù)勀惚竟?jié)課的學(xué)習(xí)體會n知 識 方 面n物 理 思 想 和 研 究 方 法 方 面先 記 錄 后 測 量 的 方 法 打 點 計 時 器 xt,間 接 測 量 的 思 想 txv 打在紙帶上的點,記錄了紙帶的運動時間
15、如果把紙帶和運動的物體連接在一起,紙帶上的點就相應(yīng)地表示出運動物體在不同時刻的位置研究紙帶上的點子之間的間隔,就可以了解運動物體在不同時間內(nèi)發(fā)生的位移,從而了解物體的運動情況請你用簡短的語言描述下1圖所示每條紙帶記錄的物體的運動情況課堂訓(xùn)練 課堂訓(xùn)練 如圖所示,打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,某次實驗中得到一條紙帶,用毫米刻度尺測出各點間的距離為:AC = 14.2 mm,AD = 24.8 mm那么由此可以算出紙帶在AC間的平均速度為_m/s,紙帶在AD間的平均速度為_m/s;B點的瞬時速度更接近于_m/s 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1
16、6打點計時器實驗誤差討論及紙帶的分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.對 紙 帶 上 的 點 跡 說 法 正 確 的 是 ?A: 點 跡 記 錄 了 物 體 運 動 的 時 間 。B: 點 跡 在 紙 帶 上 的 分 布 情 況 反 映 了 物 體 的 運 動 情 況 。C: 點 跡 在 紙 帶 上 的 分 布 情 況 , 反 映 了 物 體 的 體 積 和 大 小 。D: 點 跡 記 錄 了 物 體 在 不 同 時 刻 的 位 置 和 某 段 時 間 內(nèi) 的 位 移(ABD) 2.采 取 下 列 那 些 措 施 , 有 利 于 減 少 紙 帶
17、因 受 摩 擦 而 產(chǎn) 生 的 誤 差 ?A: 該 用 6v直 流 電 源B; 電 源 電 壓 越 低 越 好C: 用 平 整 的 紙 帶 , 不 用 皺 折 的 紙 帶D: 紙 帶 理 順 攤 平 , 不 讓 它 卷 曲 、 歪 斜 (CD) 3.打 出 的 點 跡 不 夠 清 晰 的 原 因 可 能 是 ?A: 電 源 電 壓 偏 低B: 永 磁 體 磁 性 不 足C: 振 針 位 置 過 高D: 復(fù) 寫 紙 陳 舊E: 振 動 片 不 在 永 磁 體 的 中 央4.打 出 的 是 短 線 而 不 是 點 是 什 么 原 因 ?原 因 : 振 針 距 離 復(fù) 寫 紙 的 太 近 , 出 現(xiàn) 這 種 情 況 應(yīng) 該調(diào) 整 一 下 振 針 距 離 復(fù) 寫 紙 的 高 度 , 使 之 增 大 一 些 。(ABCDE) n 0 1 2 3 4 5V m/s 0.05 0.1 0.2 0.3 0.28 0.280 1 2 3 4 5 6 7 8 0.60.50.40.30.20.1 t/10-1sv/(m s-1) 八 、 用 圖 象 表 示 速 度