1、第三节 记录物体的运动信息,第一章 运动的描述,学习目标 1.了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用. 2.理解纸带中包含的物体运动信息. 3.理解利用纸带判断物体运动快慢的原理.,内容索引,技能储备 明确原理 提炼方法,题型演练 学以致用 实训演练,达标检测 检测评价 达标过关,技能储备,一、了解打点计时器 1.打点计时器的作用及分类 打点计时器是一种使用 (填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔 打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的 及在一段时间内的 ，供高中学生实验用的计时器有 打点计时器和 打点计时器两种. 2.电磁打点计时器 (
2、1)工作电压： 的 (填“交流”或“直流”)电源； (2)原理：接通电源后，振片便振动起来，带动其上的 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.,交流,0.02 s,时间,位移,电磁,电火花,6 V,交流,振针,3.电火花打点计时器 (1)工作电压： 交流电源； (2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹. 4.两种打点计时器误差比较 打点计时器在使用中对纸带的运动阻力极小，因而系统误差较小.,220 V,电火花,二、练习使用打点计时器 1.实验步骤 (1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带. (2)把打点计时器的两个接
3、线柱接到 电源上(电磁打点计时器接 V低压 电，电火花打点计时器接 V 电). (3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，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n个点的间隔数为 个，则纸带的运动时间t( )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x.,交流,6,交流,220,交流,n1,n1,2.注意事项 (1)打点前，应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置. (2)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. (3)打点计时器不能连续工作太长时间，打点之
4、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计数点到起始点O之间的距离).读数时应估读到 的下一位.,靠近,毫米,三、数字计时器 1.构成：由 和 组成.其中光电门由 和_ 构成，计时器有两个输入插口分别与两个光电门相连，如图1所示.,图1,数字计时器,光电门,发光装置,光线接收装置,2.计时原理 (1)记录物体通过一个光电门的时间.当宽度一定的物体通过 时，光线被遮挡，数字计时器开始计时，物体通过光电门，遮光结束，数字计时器停止计时，这样就记录下物体遮挡一个光电门光线的短暂时间. (2)记录物体经过两个光电门之间的时间.任一
5、光电门第一次遮光时开始计时，第二次遮光时停止计时，计时器显示的是两次遮光之间的时间(物体先后通过两个光电门之间的时间). 3.使用数字计时器应该注意的问题 (1)实验前应调整发光装置和光线接收装置的相对位置，因为如果二者没有对准，则不能计时. (2)根据实验要求正确选择数字计时器的计时功能.,光电门,题型演练,一、打点计时器的使用,例1 (多选)在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02 s，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(n1)0.02 s,答案,解析,解析 使用打点
6、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，A正确，B错误； 电火花计时器的工作电压是220 V交流电，C错误； 每相邻的两个计时点间的时间为0.02 s，连续n个计时点间有n1个间隔数，故时间为(n1)0.02 s，D正确.,例2 如图2所示是一位同学使用打点计时器得到的两条纸带，他将两条纸带(甲、乙)上下并排放在一起进行比较，在图中A、B两点之间，两条纸带(甲、乙)运动的时间之比是 A.11 B.21 C.12 D.无法比较,图2,答案,解析,二、数字计时器的使用,例3 如图3所示用数字计时器研究物体的直线运动.1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门，让滑块从斜面的顶
7、端滑下，光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为5.00102 s、2.00102 s.滑块从开始遮,图3,住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t0.31 s，已知滑块沿斜面方向的长度为5.00 cm，测得光电门1和2之间的距离为0.54 m，求：(结果要求保留两位有效数字),答案,解析,(1)滑块通过光电门1时的速度v1 m/s，通过光电门2时的速度v2 m/s.,1.0,2.5,解析 滑块通过光电门1时的速度,答案,解析,(2)滑块从光电门1运动到光电门2的这段时间内的平均速度为 m/s.,1.7,达标检测,1,2,3,4,1.(纸带计时原理)打点计时器所用的电源是50
8、 Hz交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是 A.T0.1 s，tNT B.T0.05 s，t(N1)T C.T0.02 s，t(N1)T D.T0.02 s，tNT 解析 T0.02 s，共打出N个点，则就有(N1)个时间间隔，则t(N1)T.,答案,解析,5,2.(对打点计时器的理解)一打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图4所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时 s，位移为 .,答案,解析,图4,0.04,2.80 cm,解析 当f50 Hz时，T 0.02 s，tAB2T0.04 s，sAB(1.201.60) cm2.
9、80 cm.,1,2,3,4,5,3.(对数字计时器的理解)关于数字计时器的说法正确的是 A.数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间 B.数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移 C.数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间 D.数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间 解析 数字计时器既可以记录物体遮挡一个光电门的短暂时间，也可以记录物体经过两个光电门之间的时间，C正确.,答案,解析,1,2,3,4,5,4.(打点计时器的使用)在“用打点计时器测速度”的实验中，(1)下列操作中正确的是 (填选项序号) A.在释放小车前，小车要靠近打点计时器 B.打点计时器应放在长木板有
10、滑轮的一端 C.先接通电源，后释放小车 D.电火花打点计时器应使用6 V交流电源,答案,1,2,3,4,5,(2)如图5所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，其中做匀速直线运动的是 .,答案,图5,乙,1,2,3,4,5,5.(数字计时器的原理及数据处理)用气垫导轨 和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度. 如图6所示，滑块在牵引力作用下先后通过两 个光电门，配套的数字毫秒计记录了滑块上 的遮光板通过第一个光电门的时间为t1 0.29 s，通过第二个光电门的时间为t20.11 s，已知遮光板的宽度为3.0 cm，则滑块通过第一个光电门的速度为 ，通过第二个光电门的速度为 .(结果均保留两位有效数字),答案,解析,图6,0.10 m/s,0.27 m/s,1,2,3,4,5,解析 由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短， 所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.,1,2,3,4,5,