1.4实验：用打点计时器测速度(上课2)

典例探究
如图所示，Ⅰ、Ⅱ运动有什么不同？谁快谁慢？ 答： Ⅰ的斜率 > Ⅱ的斜率 即tg α> tg β
x/m 400 300 200 100
Ⅰ Ⅱ V Ⅰ= tg α=40m/s α β 5 10 V Ⅱ= tg β=20m/s
0
15
20
t/s
结论：斜率的大小反映了物体运动的快慢，斜率越大运动 返回 越快。
m/s m/s
四、纸带处理
常见练习题：如图利用打点计时器测定作 直线运动的小车的运动情况加速度，得到 如下面所示的一条纸带，根据纸带研究： D
G
（1）在计时器打出点D点到G点的过程中，小车的 平均速度为 m/s； 1.测平均速度 （1）需测量的量： （2）关系式：
四、纸带处理
例1．如图利用打点计时器测定作直线 运动的小车的运动情况加速度，得到如 下面所示的一条纸带，根据纸带研究： D E F
纸带上的点的认识
（1）直接获得时间 (电源频率50Hz，每隔0.02秒打一个点 （2）直接测得位移 思考：能否利用纸带计算物体的平均速度和瞬时速度？ 0.02s
计时点
0
1
?s
2
3
计数点
0 1 2 3 4 求 平 均 速 1、为求物体有如图中０-1，1-2，2-3，0-2间的 度 平均速度？
表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度
1、操作步骤 （1）固定计时器 （2）把打点计时器 与相配套的电源相连 （3）穿纸带
（4）先启动电源，后拉纸带，随后立即关电源
2、纸带的简单处理 ——测平均速度 （1）需测量的量： （2）关系式：
△x ＝？
△t ＝？
三、纸带上的点的认识和利用
1、纸带上任意两个点之间（例1、5 两点）直接反映了哪些的信息？ （1）距离反映运动的位移； （2）点数反映运动这段位移忽对应的时间间隔：
物 体 沿 反 方 向 运 动
6
4 2
X=vt
1 2 3 4 5
0
-2 -4 -6 -8
t/s
比较x—t图和v—t图
物体处于静止状态
物体在做匀速直线运动
（2）速度不断改变的v—t图像
时刻t/s 速度v （km/h）
/
0
5 10
20
30 40
15
50
特点：（1）速度不断改变 （2）在误差允许范围内，每隔5 s，汽车的速 度增加10km/h.即在相等的时间内，速度的改变 是相等的.
1、交流电源 2、打点频率相同
1.打点方式不同：
电磁打点计时器：利用振动的振针打点
电火花计时器：利用火花放电打点
2.电源电压不同： 电磁打点计时器：6V以下交流电 电火花计时器：220V交流电 3.振针打点时与纸带接触，会对纸带产生阻碍 作用；而火花放电基本不会阻碍纸带的运动
二 ` 练 习 使 用 打 点 计 时 器
§1.4 实验：用打点计时器测速度
一、两种打点计时器 二、练习使用打点计时器
三、测瞬时速度
四、用图像表示速度
学 生 活 动
同学合作，模拟打点计时器
一个学生拉着纸带水平运 动，另一个学生拿着笔每隔1 秒钟向纸带点一个点，过一 段时间就会得到一条打满点 的纸带，那么从这条纸带上 的点可以得到手运动的时间 吗？
位 置 坐 标
x y x
位置的 变化 位移
x x2 x1
位置变化 的快慢 速度
路程
平均 瞬时 速度 速度 x v x v t t t 0
一、想一想
1、怎样测量我们的运动时的速度？ （1）当手缓慢的运动的平均速度？
（2）当手快速运动时的平均速度？
（3）测尽力摆动时的最大速度？
多维链接
如果汽车沿与正方向相反的方向行驶; 图象会是什么 样子的呢？
0 x/m 40
300
400
S/m
V = tg α =（0-400）/（20-0） =-20m/s
0
5
10
15
20
t/s
返回
多维链接
P点表示物 体b和c处于 什么状态？
返回
多维链接
P点表示物 体b和c处于 什么状态？
（2）速度不断改变的v—t图像
v/km/h
50
40 30 20 10
0
5 10 15 20 25
t/s
同匀速直 线运动相 同，图象 与坐标轴 围成图形 面积就等 于位移大 小。
（2）速度不断改变的v—t图像
v/m/s
速度图象是一条倾斜的 直线，该直线 与纵轴的交点表示
8 6 4 2
t=0时刻的速度。
一 2、电火花计时器 ` （1）构造： 两 种 （2）原理： 打 脉冲电流经 放电针、 点 墨粉纸盘放电 计 时 （3）工作电压：220V 交流电压 器
当电源频率是50Hz 时，它每隔0.02s 打一个点
尖端放电
直流？ 交流？
两 种 打 点 计 时 器 的 异 同 点 ：
电火花计时器与电磁打点计时器的共同点与区别
区间 △x/m △ t /S
v /(m s 1)

0-1
0.0092 0.08 0.115
1-2
0.0136 0.08 0.170
2-3
3-4
0-2
0.0228 0.16 0.143
2-4
如何测出E点的瞬时速度？ 瞬 时 速 F D 度 的 求 F D 解
D F
原则：准确性 可行性
△ x0
时间 tt/s /s 位移 s/m s /m 0 0 5.1 100 9.9 200 15.0 300 20.1 400
新知探究
3．匀速直线运动的位移—时间图像
注意：位移图象不是质点运动的轨迹． （l）以纵轴表 x/m 示位移x，横轴 表示时间t，质 400 点的位移随时间 300 变化的图象叫做 200 位移—时间图象， 100 简称位移图象．
与横轴的交点表示
t/s
1 2 3 4 5
0
v=0的时刻
速度换方向
（2）速度不断改变的v—t图像
v
正向加速 正向减速
t1
t2
t3
t4
t
比较x—t图和v—t图
物体处于静止状态
物体在做匀速直线运动
比较x—t图和v—t图
s/m
v/m/s
8 6 4 2
8 6 4 2
0
t/s
1 2 3
4
5
0
1 2 3
4
t/s
返回
物理实验中测量的误差和有效数字
物理量在客观上存在着准确的数值，称为真值。实际测量 得到的结果称为测量值。测量值与真实值的差异称为误差。 按其产生的原因和性质可分为系统误差和偶然误差两类。 偶然误差主要是由于各种偶然因素引起的。 偶然误差的特点是：有时偏大，有时偏小，且偏大和 偏小的机会均等。 减小偶然误差的办法有：多次实验取平均值。 系统误差主要是由于仪器本身的缺陷（如刻度不均匀， 未校正零点等）。实验原理和实验方法本身不够严密， 实验者本身的不良习惯等原因而产生的。 系统误差的特点是实验结果对真实值的偏差总是具有相 同的倾向性，即总是偏大或偏小。
4、截距——物体运动的初始位置 5、图线与对应的时间轴围成的面积——无意义 6、两条图线的交点——两物体在某时刻相遇
4、速度－时间图像 描述速度随时间变化关系
（1）匀速直线运动的v-t图像
v/m/s
1、v—t图像反映的是速度随时间变化的规 律，注意：不能把图像当做运动轨 迹。
X=vt
8 6 4 2
图 像 介 绍
1、位移——时间图像 2、速度——时间图像
新知探究
匀速直线速度
1．匀速直线运动：物体在一条直线上运动， 如果在相等的时间里位移相等，这种运动叫 做匀速直线运动． 2．匀速直线运动的特点：
（1）位移与时间成正比 （2）“匀速”是指任何相等的时间内位移都相等（速度相等） （3）匀速直线运动的轨迹是直线
G
（2）当计时器打出点E点时，小车的瞬时速度为
m/s
四 1、图像特点：直观 ` 2、常用作图法 用 （1）描点作图 图 （2）据函数关系式作图 像 表 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 （3）作图 示 速 坐标的单位长度选取要根 度
据数据的最大值和最小值 合理选取，使得图像充满 大部分空间。
思 考 讨 论
是折线，还是曲线（拟合）？
手是如何 运动的？
？
t/s
V m/s
0 1 0.05 0.1
2 0.2
3 0.3
4 5 0.28 0.28
v/(m· s -1 )
0.6
0.5
0.4 0.3 0.2 0.1
0 1 2 3 4 56 7 8
t/10 1s
-
四 ` 用 图 像 表 示 速 度
1、图像特点：直观 2、常用作图法 （1）描点作图 （2）据函数关系式作图 3、作图步骤 （1）建系 （2）描点 （3）作图 4、速度－时间图像（v-t graph）
5
根据图像分析物体的运动，并指出前4 秒内物体的位移和第四秒末的速度。
s/m
5 4 3
v/m/s
5 4 3 2
2
1
1
1 2 3
0
4
5
t/s
0
t/s
1 2 3 4 5
根据图像分析物体的运动，并指出前4 秒内物体的位移和第四秒末物体的速度， 及图像与纵轴交点的意义。
s/m
5
v/m/s
5
4 3 回到原点 2 1 1 2 3 4 5 调转方向
△ x1
△ x2
△ x3
0
位置 △x/m