高一物理 必修1 NO. 04
班级 组别 姓名 编写教师：__________
第一章 运动的描述 练习使用打点计时器
【学习目标】
1. 知识与技能：了解两种打点计时器的结构和工作原理。会安装并使用打点计时器。
【学习重点难点】
理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。 情感态度与价值观：明确速度—时间图象的意义。
【自主学习】
1．打点计时器： （1）电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种____________仪器，使用____________电源，工作电压的____________左右，当电源频率是50Hz时，它每隔____________打一个点。使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过____________，复写纸套在轴上，并要放在纸带的__________面；打点时应先___________，再让纸带运动。 （2）电火花计时器
电火花计时器使用的是电压为____________的交流电，使用时，墨粉纸盘套在____________上，纸带穿过____________，接通电源，按下脉冲输出开关后，计时器发出的____________经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生____________、在纸带上打出点迹。
*2．光电门传感器：若遮光板的宽度为△S，测得的遮光时间为△t，则物体运动到光电门位置时的瞬时速度v = ___________。 3．（1）速度-时间图像：在平面直角坐标系中，用横轴表示__________，用纵轴表示________，将各时刻的瞬时速度和相对应的时刻在坐标系中描出点，用一条平滑曲线“拟合”描出的各点，就得到运动物体的速度-时间图像，即v-t图像。 （2）做匀速直线运动的物体，其v-t图像是___________。 （3）变速直线运动的瞬时速度随着时间而____________， 下图是几种变速直线运动的v-t图像。
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【注意事项】
（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源；电火花计时器要使用220V交流电源。
（2）实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。 （3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定后再用手拉纸带。 （4）手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。
【当堂检测】:
1. 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 B．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 D．相邻两点间的时间间隔相等
2．图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：
(1)在AC这段时间内的平均速度； (2)在B点的瞬时速度．
例3 如图所示为某物体的v－t图像，试说明该物体的运动情况．
【合作探究】
【典例1】使用电火花打点计时器分析物体运动情况的实验中：
（1）在如下基本步骤中，正确的排列顺序为_____________。
A．把电火花打点计时器固定在桌子上 B．安放纸带 C．松开纸带让物体带着纸带运动 D．接通220V交流电源 E．按下脉冲输出开关，进行打点
（2）在安放纸带时，要检查墨粉纸盒是否已经正确地套在____________上，还要检查____________是否夹在纸带之间。 【迁移应用1】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 （ ）
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A．时间间隔 C．瞬时速度
B．位移 D．平均速度
【拓延伸展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，下列说法正
确的是（ ）
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或某段时间内的位移 C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状 D．点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况
【典例2】打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻
度尺测量情况如图所示，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，二者之间B点的瞬时速度更接近于________m/s。
【迁移应用3】某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz，纸带的记录如图所示，
图中O点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊，因此从A点开始每打五个点取一个计数点，推测纸带的运动是加速还是减速？在打出A、F这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是多大？B点的瞬时速度约为多大？ *
【典例3】在v-t图像中，请你考虑一下速度的正、负将如何表示？
在节假日期间，你可能到公园或者游乐场玩过蹦床。如图所示是某次蹦床跳起后的v-t图像，已知t1－0 = t2－t1。结合你的体会和经历，分析下列问题： （1）你所做的运动是变速运动吗？ （2）你跳起时的速度有多大？
（3）你能从图像中知道在哪段时间内是上升的，哪段时间内是下降的？
（4）从图像中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？
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【课后作业】
1．打点计时器的打点周期取决于 （ ） A．交流电压的高低 B．交流电的频率 C．永久磁铁的磁性强弱 D．振针与复写纸间的距离
2．运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点，这些点的距离不一定相等，但这些点能说明 （ ） A．运动物体在一段时间内的位移 B．运动物体在一段时间内的运动快慢 C．运动物体在某时刻的位置 D．运动物体的运动性质
3．通过打点计时器得到的一条打点纸带上的点子不均匀，下列判断正确的是 （ ） A．点子密集的地方物体运动的速度比较大 B．点子密集的地方物体运动的速度比较小 C．点子不均匀说明物体做变速运动 D．点子不均匀说明打点计时器有故障 4．在你练习使用打点计时器时，小车拖动纸带并在上面打下了一系列的小点．根据你所打出点的纸带，在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时 （ ） A．应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C．必须通过计算全程的平均速度来判断
D．可以通过测量每相邻两点间的距离，看其是否都相等来判断
5打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间。如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况。请你用简短的语言描述如图所示每条纸带记录的物体的运动情况。（设图中纸带上左边的点是先打的点）
6．如图所示是一个物体运动的速度一时间（v－t）图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的：
（1）物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度？ （2）运动的方向是否变化？
（3）速度的大小是否变化？怎样变化？
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1.4练习使用打点计时器答案
【基础训练】
1.解析 打点计时器的振针打点的频率一定(50 Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密．
答案 ABD
2.解析 (1)根据平均速度的定义，AC这段时间内的平均速度就等于A到C的位移跟所用时间的比值．位移的大小可以从刻度尺上直接读出：x＝4.00 cm，A到C共10个点，9个时间间隔，所以A到C所用的时间t＝0.02 s×9＝0.18 s，所以AC这段时间内的平均
－210 mx4.00×
速度v＝＝＝0.22 m/s；
t0.18 s
Δx
(2)根据公式vB＝来计算B点的瞬时速度．为了尽量精确地反映物体在B点的运动
Δt
快慢，我们尽量在靠近B点的地方取得数据，例如取靠近B点的左右两个点，左边点在刻度尺上的读数是1.77 cm，右边点在刻度尺上的读数是2.65 cm，那么Δx＝2.65 cm－1.77
Δx
cm＝0.88 cm，两点间相隔的时间为Δt＝0.02 s×2＝0.04 s，所以B点的瞬时速度vB＝＝
Δt
－2
0.88×10 m
＝0.22 m/s.
0.04 s
答案 (1)0.22 m/s (2)0.22 m/s
3.解析 0～4 s物体做加速运动，末速度为12 m/s； 4～6 s物体做减速运动，末速度为0；
6～7 s物体做反向加速运动，末速度大小为4 m/s； 7～8 s物体做反向减速运动，末速度为0. 答案 见解析
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实验：用打点计时器测速度导学案(有答案)
