2018版 第1章 第3節(jié) 記錄物體的運動信息

2021版第1章第3節(jié)記錄物 體的運動信息第三節(jié)記錄物體的運動信息學(xué)習(xí)目標知識脈絡(luò)1了解打點計時器的構(gòu)造及工作原理.2會使用打點計時器和數(shù)字計數(shù)器.（重點）3能通過紙帶上點的位置關(guān)系分析物體的運動.（難點）電應(yīng)匸：計I臥花打點十數(shù)空計時MB知識點打點計時器及其使用先填空1 打點計時器：一種通過在紙帶上打出一系列的點來記錄物體運動信息的 儀器.2 分類：電磁打點計時器和電火花打點計時器.3 電火花計時器工作電壓：220 V交流電源.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)放 電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的紙帶上就打出一行點 跡.4 電磁打點計時器工作電壓：6_V的交流電源;原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振針便振動起來, 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)寫紙在紙帶上留 下一行小點.5打點間隔：當電源頻率是50 Hz時，紙帶上每打出兩個相鄰點所經(jīng)歷的 時間都是_s再判斷1 電磁打點計時器和電火花打點計時器的工作電壓都是220 V的交變電 壓.（X）2使用打點計時器(電源頻率為50 Hz)打出的紙帶相鄰兩個點的時間間隔為0.02 s(V)3打點計時器在紙帶上準確記錄了運動物體的位移和時間.(V)后思考使用打點計時器時，通電和拉紙帶的順序應(yīng)怎樣？【提示】 先接通電源，再拉動紙帶合作探討探討1：實驗前打點計時器是否需要固定?【提示】需要，要把打點計時定在桌子上.探討2：如果紙帶上有n個點，那么紙帶運動的時間是多少？【提示】 打n 個點有(n - 1)個時間間隔，紙帶運動的時間是At = 0.02(n -1) s.核心點擊1實驗步驟了解電火花計時器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上，紙帶穿過限位孔， 把紙帶放在墨粉紙盤的下面.(2) 把計時器接到220 V的交流電源上.(3) 接通電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后立即關(guān) 閉電源.(4) 取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點如 果共有n個點，那么用AtX(n-1) s計算出紙帶的運動時間At.(5) 用刻度尺測量出第一個點到第n個點的距離，在進行實驗測量之前，自 己設(shè)計一個表格，用來記錄以上測量值.2考前須知使用電火花打點計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶 上方，使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面.使用打點計時器時，應(yīng)使物體停在靠近打點計時器的位置.(3) 使用打點計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定之后， 再拉動紙帶，打點之后應(yīng)立即關(guān)閉電源.（4）對紙帶進行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量 完畢冋先統(tǒng)一測量出各個測量點到起始測量點0之間的距離）.（5）區(qū)別計時點和計數(shù)點 計時點是打點計時器在紙帶上打出來的點. 計數(shù)點是從計時點中選出來的具有代表性的點，一般相鄰兩個計數(shù)點之 間還有假設(shè)干個計時點計數(shù)點一般不是從第一計時點開始的，而是選擇點跡 清晰、與相鄰的計時點間距適中的點開始.（6）區(qū)別打點周期和計時周期 打點周期：兩個相鄰的計時點的時間間隔，即交流電源的周期，一般為0.02 s. 計數(shù)周期：兩個相鄰的計數(shù)點的時間間隔，假設(shè)相鄰兩個計數(shù)點之間還 有（“一1）個計時點，那么計數(shù)周期為Tn s.1 （多項選擇）關(guān)于打點計時器的使用以下說法正確的選項是（）A先接通電源，后釋放紙帶B電火花打點計時器使用的是220 V交流電源C. 使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越長【解析】D. 先釋放紙帶或先接通電源都可以為了增大紙帶的使用率，應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，A正確，1 D錯誤;電火花打點計時器使用的是220 V交流電源，故B正確;因為T=j， 所以使用的電源頻率越高，打點的時間間隔就越短,C錯誤.【答案】AB2 為完成“練習(xí)使用打點計時器"的實驗，在如圖1-3-1所示的四種器材 中，找出這兩種打點計時器，并完成以下填空：圖為電磁打點計時器,工作電壓為交流電； 圖為電火花打點計時器，工作電壓為V交流電.圖 1-3-1【解析】 電磁打點計時器是利用交變電流使鐵芯產(chǎn)生磁性”吸引帶打點針的鐵條通過復(fù)寫紙在紙帶上打出點，丙圖為電磁打點計時器工作電壓為4-6 V的交變電流；電火花打點記時器是利用家用電打出的火花吸引鉛盤而打出點"乙 圖為電火花打點計時器，工作電壓為220 V的.【答案】丙46 V乙2203（1）電磁打點計時器是一種利用電源的計時儀器，它的工作電壓是V，當電源頻率是50 Hz時，它每隔s打一次點.使用電磁打點計時器時，紙帶應(yīng)穿過，復(fù)寫紙應(yīng)套在上，并要放在紙帶的面；應(yīng)把電源用導(dǎo)線接在上;打點時應(yīng)先，再讓紙帶運動.（多項選擇）打點計時器在紙帶上的點跡，直接記錄了（）A物體運動的時間B物體在不同時刻的位置C物體在不同時間內(nèi)的位移D物體在不同時刻的速度【解析】 電磁打點計時器是一種利用交流電源的計時儀器，工作電壓為6V，工作頻率為50 Hz ,周期為0.02 s.電火花打點計時器和電磁打點計時器都是每隔0.02 s在紙帶上打一次點，此打在紙帶上的點跡可直接反映物體的運動時間，故A正確.因為紙帶跟運動物體連在一起打點計時定所以紙帶上的點跡就相應(yīng)地記錄了物體在不同時刻的位置，故B正確.用刻度尺量出各點跡間的間隔，可知道物體在不同時 間內(nèi)的位移"再根據(jù)速度公式可算出物體在某段時間內(nèi)的速度"但這些量不是紙 帶上的點跡直接記錄的，故C、D錯誤.【答案】交流6 0.02限位孔定位軸上低壓交流接線柱 接通電源（3）AB紙帶記錄的信息1 打點計時器是一種計時儀器，它有具體的工作電壓，從打出的紙帶上可 以直接獲得物體運動的時間及不同時刻的位信息.2使用電火花計時器，墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間，使用電磁打點計時器 時，紙帶通過限位孔，并壓在復(fù)寫紙的下面.數(shù)字計時器及紙帶分析先填空1結(jié)構(gòu)：由數(shù)字計時器和光電門組成.2 原理：光電門一邊安裝發(fā)光裝置，另一邊安裝光線接收裝置，當寬度一 定的物體通過光電門時，光線被遮擋數(shù)字計時器開始計時，當物體離開光線 時停止計時，這樣就可以記錄物體遮擋二個光電門光線的短暫時間數(shù)字計時 器還可以記錄物體經(jīng)過兩個光電門之間的時間.再判斷1數(shù)字計時器可以記錄一個光電門的光束被遮擋的時間.W)2.數(shù)字計時器不能記錄物體前后兩次擋光的時間間隔.(X)3數(shù)字計時器能夠測量出小到1 ms或0.1 ms的時間間隔.(V)后思考怎樣利用數(shù)字計時器測量物體經(jīng)過兩個光電門的時間？【提示】 如圖設(shè)兩個光電門Gi、G2，當條形擋光片的前沿a對G1擋光的時刻開始計時禺它對g2擋光的時刻停止計時，顯示的時間間隔&即為物體經(jīng)過兩個光電門的時間.合作探討探討1：能否利用點跡在紙帶上的分布，判斷物體的運動情況?【提示】能.點密處表示運動的慢，點稀處表示運動的快.【提示】探討2：分析紙帶上記錄的信息時，假設(shè)點太密怎么辦?非常密的局部可以舍去，較密處可每5個點取一個計數(shù)點.核心點擊1 紙帶上打出的兩個相鄰的計時點所經(jīng)歷的時間為0.02 s，假設(shè)紙帶上共 有n個點，那么紙帶對應(yīng)的時間為t=002(n1) s.2 紙帶上的點相應(yīng)地表示出了運動物體在不同時刻的位置，每相鄰兩個點 之間的距離即代表物體在0.02 s內(nèi)通過的位移，研究紙帶上點之間的距離，即可 了解在不同時間內(nèi)，物體所發(fā)生的位移及其變化，從而了解物體的運動情況.如 紙帶上的點分布越密，表示物體運動越慢，紙帶上的點分布越稀疏，表示物體 運動越快.4 以下選項中是打點計時器打出的四條紙帶，其中表示物體做勻速直線運 動的是（）【解析】 勻速直線運動中相等位移所用的時間相等.根據(jù)題意打點計時器打出的點與點之間的時間都相同只要點與點之間的距離相等就可判斷物體做勻速直線運動.【答案】B5打點計時器所用電源頻率是50 Hz，如圖1-3-2所示，紙帶上的A點先通過計時器，A, B間歷時s，位移為圖 1-3-2【解析】1當f= 50 Hz 時，T=f = 0°2 s ,AB = 2T=0.04 s lsAB = (1.20 +160)cm = 2.80 cm.【答案】0.04 s 2.80 cm6如圖1-3-3所示是物體做勻變速直線運動得到的一條紙帶，從0點開始 每5個點取一個計數(shù)點，依照打點的先后順序依次編為1、2、3、4、5、6,測 得片=518 cm，s2=440 cm，s3=362 cm，s4=278 cm，s5=2.00 cm，s6=122cm.【導(dǎo)學(xué)號：60042021】圖 1-3-3相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為s.（2）由紙帶可看出物體做運動.（填加速或減速）【解析】紙帶上相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為5X0.02 s = 0.1 s,對位移進行比擬可得物體運動越來越慢.【答案】(1)0.1 (2)減速