高中物理第一章第三节记录物体的运动信息课件粤教版必修1
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十页，共36页。
D．利用数字计时器能求物体在某段时间内的平均速 度
答案：A
第十一页，共36页。
拓展一 打点计时器的使用 1．电磁打点计时器． (1)构造． 如下图所示，主要构造包括：线圈、永久磁铁、振 片、振针、限位孔、复写纸等．
第十二页，共36页。
(2)工作原理． 电磁打点计时器在加上 6 V 的工作电压后，通过线圈 和永久磁铁的作用带动振针上下运动，在纸带上打出一 系列的点，且振针上下振动的时间间隔不变(发生周期性 振动，当电源频率是 50 Hz 时，每隔 0.02 s 打一次点，即 纸带上每打出两个相邻点所经历的时间是 0.02 s)．
④数据处理：根据打出的点求出时间和小车在对应 时间内的位移，并按要求进行测量计算．
(2)注意事项． ①电磁打点计时器接 6 V 交流电压，电火花打点计时 器接 220 V 交流电压． ②在实验中要放正打点计时器，使纸带在移动过程 中不与限位孔的侧壁相碰，并且让纸带在与打点计时器 基板同高的平面上紧贴基板移动．
第二十二页，共36页。
(3)由于相等时间内位移逐渐增大，所以物体做变速 运动．
答案：(1)0.04 (2)4.0 10.0 10.5 (3)变速运动
第二十三页，共36页。
题后反思 通过研究打点计时器打出的纸带可以得到物体运动 的时间、位移以及运动的规律等运动信息，所以打点计时 器是研究物体运动规律的重要仪器，我们要熟练掌握它的 原理及使用方法．
第一章 运动(yùndòng)的描述
第一页，共36页。
第三节 记录物体的运动 信息
第二页，共36页。
Hale Waihona Puke 学习目标1.了解打点计时器的构造， 计时原理. 2.理解纸带中包含的物体运 动的信息(时间、位移). 3.会根据记录的运动信息分 析物体的运动情况.
重点难点
打点计时器的 重点 构造、原理.
难点 纸带包含的运 动信息.
第六页，共36页。
小试身手 1．(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是 () A．电磁打点计时器使用低压直流电源 B．电磁打点计时器使用低压交流电源 C．使用打点计时器(电源频率为 50 Hz)打出的纸带 相邻两个点的时间间隔为 0.02 s
第七页，共36页。
D．使用打点计时器(电源频率为 50 Hz)打出的纸带 相邻两个点的时间间隔为 0.1 s
答案：BC
第八页，共36页。
知识点二 数字计时器 提炼知识 由数字计时器和光电门组成计时装置．
第九页，共36页。
小试身手 2．以下关于数字计时器的说法错误的是( ) A．数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间 B．数字计时器既可以记录物体通过一个光电门的时 间，还可以记录物体通过两个光电门之间的时间 C．利用数字计时器可近似计算物体在某一点的瞬时 速度
答案：(1)1.0 2.5 (2)1.74
第三十三页，共36页。
(多选)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两次通过光电门的时间 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
第十七页，共36页。
③实验中应先接通电源，待打点稳定后再松开纸带， 且每打完一条纸带应及时切断电源．
(3)在使用打点计时器时，出现周期不稳定或不起振、 不打点等现象时，松开振片的固定螺丝，改变振片的长 度，调整其固有频率，让它的固有频率与电源频率相同， 即可解决上述问题．
第十八页，共36页。
(4)选择纸带时应选择一条点迹清晰的，适当舍弃点 密集部分，适当选取计数点，并弄清所选时间间隔 T 等 于多少秒．
第十五页，共36页。
3．打点计时器的使用及注意事项． (1)使用步骤． ①将打点计时器固定，按使用说明将复写纸纸带装 好并正确连接电路． ②接通电源，让打点计时器开始打点，放手让小车 带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点． ③取下纸带，将纸带上记录的信息记录下来，并按 要求进行测量计算．
第十六页，共36页。
第三十一页，共36页。
(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.
解析：(1)滑块通过光电门 1 时的速度： v1＝td1＝1.0 m/s. 滑块通过光电门 2 时的速度：v2＝td2＝2.5 m/s.
第三十二页，共36页。
(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：v＝Δlt＝00..5341ms ≈1.74 m/s.
第三十四页，共36页。
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．
答案：BC
第三十五页，共36页。
本节打点计时器电电磁火打花点打计点时计器时器 数字计时器
第三十六页，共36页。
工作 电压
/V
220
6
工作原理
通过每间隔固定的 时间(被称为周期) 放电产生的火花在 纸带上打出一系列 的点
通过线圈和永久磁 体的作用带动一个 上下振动的振针在 纸带上打出一系列 的点
打点周期(电 源频率50 Hz)
0.02 s
0.02 s
第五页，共36页。
判断正误 电火花打点计时器与电磁打点计时器的工作电压都 是 220 V．(×)
第二十一页，共36页。
(3)物体做匀速运动还是变速运动？________． 解析：(1)由 T＝1f，知 T＝0.02 s， 故 tAC＝2T＝0.04 s. (2)由毫米刻度尺读数原理知，AB＝4.0 mm，AC＝ 14.0 mm，AD＝24.5 mm，则 d1＝AB＝4.0 mm，d2＝AC －AB＝10.0 mm，d3＝AD－AC＝10.5 mm.
答案：AC
第二十六页，共36页。
拓展二 认识数字计时器
1．数字计时器的工作原理． 当宽度一定的物体通过光电门时，光线被挡，光敏 元件处于暗状态，向数字计时器发出脉冲信号，触发数 字计时器计时，遮光结束(物体通过)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．
第二十七页，共36页。
数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的 时间，即任一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间 隔(物体先后通过两个光电门之间的时间间隔)．
第三页，共36页。
知识点一 打点计时器 提炼知识 1．打点计时器是一种通过在纸带上打出一系列的点 来记录物体运动信息的仪器，它可以记录物体运动的位 移和时间． 2．实验室常用的打点计时器有电磁打点计时器和电 火花打点计时器两种.
第四页，共36页。
类型 电源
电火 花打 交流 点计 电源 时器
电磁 打点 交流 计时 电源 器
(5)测量各段位移时，不要分段测量，要尽可能地一 次测量完毕，即一次性测量出各计数点到计数起点 0 之间 的距离．
第十九页，共36页。
(6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计 数点，为了便于处理，一般在纸带上每隔 4 个点或者每 5 个点取一个计数点，即时间间隔 T＝0.02×5 s＝0.1 s.
第二十四页，共36页。
(多选)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是 ()
A．在实验时应先接通电源，后释放纸带 B．在实验时应先释放纸带，后接通电源 C．电火花打点计时器使用的是 220 V 交流电源 D．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长
第二十五页，共36页。
解析：为了增大纸带的使用率，应先接通电源，后释 放纸带，A 正确，B 错误；电火花打点计时器使用的是 220 V 交流电源，C 正确；因为 T＝1f，所以使用的电源频 率越高，打点的时间间隔就越短，D 错误．
第十三页，共36页。
2．电火花打点计时器． (1)构造． 如下图所示．
第十四页，共36页。
(2)工作原理． 给电火花打点计时器接 220 V 电源，按下脉冲输出开 关，计时器发出脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸 盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，使其在纸带上打 出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因 此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的 周期．
第二十页，共36页。
【典例 1】 打点计时器所用电源的频率为 50 Hz， 某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图 所示．
(1)纸带在 A、C 两点间的时间为________s. (2)以 A 点为坐标原点，用 d1、d2、d3 分别表示 AB、 BC 、 CD 之 间 的 距 离 ， 则 d1 ＝ ______mm ， d2 ＝ ________mm，d3＝________mm.
第二十八页，共36页。
2．使用数字计时器应注意的问题． (1)实验前应先调整发光器件和光敏元件的相对位 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．
第二十九页，共36页。
【典例 2】 利用如图所示的装置研究物体的直线运 动．图中 AB 是固定的光滑斜面，1 和 2 是固定在斜面上 适当位置的两个光电门，当光电门中有物体通过时与它 们连接的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间．让 滑块从斜面的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的光电计 时器显示的挡光时间分别为 5.00×10－2s、2.00×10－2s.
第三十页，共36页。
滑块从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光 电门的时间为Δt＝0.31 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．(结果 要求保留两位有效数字)求：
(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.
D．利用数字计时器能求物体在某段时间内的平均速 度
答案：A
第十一页，共36页。
拓展一 打点计时器的使用 1．电磁打点计时器． (1)构造． 如下图所示，主要构造包括：线圈、永久磁铁、振 片、振针、限位孔、复写纸等．
第十二页，共36页。
(2)工作原理． 电磁打点计时器在加上 6 V 的工作电压后，通过线圈 和永久磁铁的作用带动振针上下运动，在纸带上打出一 系列的点，且振针上下振动的时间间隔不变(发生周期性 振动，当电源频率是 50 Hz 时，每隔 0.02 s 打一次点，即 纸带上每打出两个相邻点所经历的时间是 0.02 s)．
④数据处理：根据打出的点求出时间和小车在对应 时间内的位移，并按要求进行测量计算．
(2)注意事项． ①电磁打点计时器接 6 V 交流电压，电火花打点计时 器接 220 V 交流电压． ②在实验中要放正打点计时器，使纸带在移动过程 中不与限位孔的侧壁相碰，并且让纸带在与打点计时器 基板同高的平面上紧贴基板移动．
第二十二页，共36页。
(3)由于相等时间内位移逐渐增大，所以物体做变速 运动．
答案：(1)0.04 (2)4.0 10.0 10.5 (3)变速运动
第二十三页，共36页。
题后反思 通过研究打点计时器打出的纸带可以得到物体运动 的时间、位移以及运动的规律等运动信息，所以打点计时 器是研究物体运动规律的重要仪器，我们要熟练掌握它的 原理及使用方法．
第一章 运动(yùndòng)的描述
第一页，共36页。
第三节 记录物体的运动 信息
第二页，共36页。
Hale Waihona Puke 学习目标1.了解打点计时器的构造， 计时原理. 2.理解纸带中包含的物体运 动的信息(时间、位移). 3.会根据记录的运动信息分 析物体的运动情况.
重点难点
打点计时器的 重点 构造、原理.
难点 纸带包含的运 动信息.
第六页，共36页。
小试身手 1．(多选)下列关于打点计时器的说法中正确的是 () A．电磁打点计时器使用低压直流电源 B．电磁打点计时器使用低压交流电源 C．使用打点计时器(电源频率为 50 Hz)打出的纸带 相邻两个点的时间间隔为 0.02 s
第七页，共36页。
D．使用打点计时器(电源频率为 50 Hz)打出的纸带 相邻两个点的时间间隔为 0.1 s
答案：BC
第八页，共36页。
知识点二 数字计时器 提炼知识 由数字计时器和光电门组成计时装置．
第九页，共36页。
小试身手 2．以下关于数字计时器的说法错误的是( ) A．数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间 B．数字计时器既可以记录物体通过一个光电门的时 间，还可以记录物体通过两个光电门之间的时间 C．利用数字计时器可近似计算物体在某一点的瞬时 速度
答案：(1)1.0 2.5 (2)1.74
第三十三页，共36页。
(多选)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两次通过光电门的时间 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
第十七页，共36页。
③实验中应先接通电源，待打点稳定后再松开纸带， 且每打完一条纸带应及时切断电源．
(3)在使用打点计时器时，出现周期不稳定或不起振、 不打点等现象时，松开振片的固定螺丝，改变振片的长 度，调整其固有频率，让它的固有频率与电源频率相同， 即可解决上述问题．
第十八页，共36页。
(4)选择纸带时应选择一条点迹清晰的，适当舍弃点 密集部分，适当选取计数点，并弄清所选时间间隔 T 等 于多少秒．
第十五页，共36页。
3．打点计时器的使用及注意事项． (1)使用步骤． ①将打点计时器固定，按使用说明将复写纸纸带装 好并正确连接电路． ②接通电源，让打点计时器开始打点，放手让小车 带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点． ③取下纸带，将纸带上记录的信息记录下来，并按 要求进行测量计算．
第十六页，共36页。
第三十一页，共36页。
(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.
解析：(1)滑块通过光电门 1 时的速度： v1＝td1＝1.0 m/s. 滑块通过光电门 2 时的速度：v2＝td2＝2.5 m/s.
第三十二页，共36页。
(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：v＝Δlt＝00..5341ms ≈1.74 m/s.
第三十四页，共36页。
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．
答案：BC
第三十五页，共36页。
本节打点计时器电电磁火打花点打计点时计器时器 数字计时器
第三十六页，共36页。
工作 电压
/V
220
6
工作原理
通过每间隔固定的 时间(被称为周期) 放电产生的火花在 纸带上打出一系列 的点
通过线圈和永久磁 体的作用带动一个 上下振动的振针在 纸带上打出一系列 的点
打点周期(电 源频率50 Hz)
0.02 s
0.02 s
第五页，共36页。
判断正误 电火花打点计时器与电磁打点计时器的工作电压都 是 220 V．(×)
第二十一页，共36页。
(3)物体做匀速运动还是变速运动？________． 解析：(1)由 T＝1f，知 T＝0.02 s， 故 tAC＝2T＝0.04 s. (2)由毫米刻度尺读数原理知，AB＝4.0 mm，AC＝ 14.0 mm，AD＝24.5 mm，则 d1＝AB＝4.0 mm，d2＝AC －AB＝10.0 mm，d3＝AD－AC＝10.5 mm.
答案：AC
第二十六页，共36页。
拓展二 认识数字计时器
1．数字计时器的工作原理． 当宽度一定的物体通过光电门时，光线被挡，光敏 元件处于暗状态，向数字计时器发出脉冲信号，触发数 字计时器计时，遮光结束(物体通过)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．
第二十七页，共36页。
数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的 时间，即任一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间 隔(物体先后通过两个光电门之间的时间间隔)．
第三页，共36页。
知识点一 打点计时器 提炼知识 1．打点计时器是一种通过在纸带上打出一系列的点 来记录物体运动信息的仪器，它可以记录物体运动的位 移和时间． 2．实验室常用的打点计时器有电磁打点计时器和电 火花打点计时器两种.
第四页，共36页。
类型 电源
电火 花打 交流 点计 电源 时器
电磁 打点 交流 计时 电源 器
(5)测量各段位移时，不要分段测量，要尽可能地一 次测量完毕，即一次性测量出各计数点到计数起点 0 之间 的距离．
第十九页，共36页。
(6)要区分打点计时器打出的计时点和人为选取的计 数点，为了便于处理，一般在纸带上每隔 4 个点或者每 5 个点取一个计数点，即时间间隔 T＝0.02×5 s＝0.1 s.
第二十四页，共36页。
(多选)关于打点计时器的使用，下列说法正确的是 ()
A．在实验时应先接通电源，后释放纸带 B．在实验时应先释放纸带，后接通电源 C．电火花打点计时器使用的是 220 V 交流电源 D．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长
第二十五页，共36页。
解析：为了增大纸带的使用率，应先接通电源，后释 放纸带，A 正确，B 错误；电火花打点计时器使用的是 220 V 交流电源，C 正确；因为 T＝1f，所以使用的电源频 率越高，打点的时间间隔就越短，D 错误．
第十三页，共36页。
2．电火花打点计时器． (1)构造． 如下图所示．
第十四页，共36页。
(2)工作原理． 给电火花打点计时器接 220 V 电源，按下脉冲输出开 关，计时器发出脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸 盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，使其在纸带上打 出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因 此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的 周期．
第二十页，共36页。
【典例 1】 打点计时器所用电源的频率为 50 Hz， 某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图 所示．
(1)纸带在 A、C 两点间的时间为________s. (2)以 A 点为坐标原点，用 d1、d2、d3 分别表示 AB、 BC 、 CD 之 间 的 距 离 ， 则 d1 ＝ ______mm ， d2 ＝ ________mm，d3＝________mm.
第二十八页，共36页。
2．使用数字计时器应注意的问题． (1)实验前应先调整发光器件和光敏元件的相对位 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．
第二十九页，共36页。
【典例 2】 利用如图所示的装置研究物体的直线运 动．图中 AB 是固定的光滑斜面，1 和 2 是固定在斜面上 适当位置的两个光电门，当光电门中有物体通过时与它 们连接的光电计时器(都没有画出)能够显示挡光时间．让 滑块从斜面的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的光电计 时器显示的挡光时间分别为 5.00×10－2s、2.00×10－2s.
第三十页，共36页。
滑块从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光 电门的时间为Δt＝0.31 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．(结果 要求保留两位有效数字)求：
(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.