2017粤教版高中物理必修一1.3《记录物体的运动信息》word学案 8页

第三节记录物体的运动信息课前自主预习1.打点计时器是一种仪器．答案：计时2.电火花打点计时器的工作电压是，电磁打点计时器的工作电压是。答案：220V交变电流6V交变电流3.若家用交流电的频率是50Hz,则打点计时器在纸带上每打出两个相邻点所经历的时间（即周期）都是s。答案：0.024.(单选)接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的时间顺序是(　　)A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以解析：按照操作顺序，必须先接通电源，让计时器工作稳定后再释放纸带，所以只有A正确．答案：A5.(双选)以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤，请将有错误的操作选择出来(　　)A．把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸片套在定位轴上，并压在纸带下面B．把打点计时器两个接线柱分别接上导线，与4～6V低压交流电源相连C．用手水平地牵动纸带，然后打开电源开关D．将小车停在靠近打点计时器的木板一端，接通电源后开动小车解析：复写纸应在纸带上面，A错误；电磁打点计时器使用4～6V的交流电，B正确；C项的描述错误，应该先通电源后牵动纸带；D项中小车开动之前应靠近打点计时器一侧，正确．答案：AC课堂互动探究知识点1两种打点计时器新知探究图1-3-11．电磁打点计时器：电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器，它的工作电压为4—6V。当通过的电流频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点。当运动物体拖着纸带运动时，打点计时器便在纸带上打出一系列点，这些点记录了物体运动的，也记录了发生这些位移所用的，这就给我们定量地研究物体的运动情况提供了方便和可能。电磁打点计时器的构造如图1-3-1\n所示。接通交流电源后，线圈中产生周期性变化的磁场，振片被磁化，其极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振片和永久磁铁之间就产生周期性的引力和斥力，振片就上下振动，带动振针上下振动，这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上打下一系列的点。2．电火花打点计时器：电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的计时仪器。当电火花计时器接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、负极的纸盘轴（墨粉纸盘），产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一系列点迹，当电源的频率为时，它的脉冲放电周期也是0.02s打一个点。电火花计时器的构造如图1-3-2所示。图1-3-2答案：1：位移时间2：50Hz重点归纳两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花打点计时器电源性质6V交变电源220V交变电源打点频率打点时间间隔0.02s、频率50Hz打点时间间隔0.02s、频率50Hz打点方式振针通过复写纸在纸带上打点火花放电使墨粉在纸带上成点阻力来源纸带与限位孔的摩擦振针与纸带打点接触时摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦精确度电火花打点计时器比电磁打点计时器更精确[例1]（单选）1．根据打点计时器打出的纸带，我们不用测量或不用公式计算就能直接得到的物理量是(　　)A．时间间隔　　　　　　　B．位移C．平均速度D．瞬时速度解析：打点计时器是用打点的方式记录时间的仪器，根据打点计时器打出的纸带可以直接得到时间，位移需要测量，速度需要计算，故只有A正确．答案：A触类旁通1.(单选)当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕说法中，哪些是不正确的()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和某段时间内的位移C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D．纸带上点痕的分布情况，反映物体的运动情况解析：由于打点计时器打下的相邻两个计时点间的时间间隔为0.02s，相邻两个计时点间的距离就是带纸带运动的物体在这0.02s\n内通过的位移，间隔长度的变化情况即可反映出带动纸带运动的物体的运动情况。纸带上每打上一点的位置，相对应一个带动纸带运动的物体的位置，所以，点痕记录了物体在不同时刻的位置。答案：C知识点2练习使用打点计时器新知探究图1-3-31．实验步骤①按图1-3-3所示，把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面。把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端，连接好电路。②把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码。③把纸带穿过打点计时器的限位孔，并把纸带的一端固定在小车的后面。④把小车停在靠近处，接通电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一列小点。⑤断开电源，取出纸带。⑥换上新纸带，重复实验三次。2．从纸带判断物体的运动信息若纸带上的点分布均匀，则小车做直线运动，若纸带上的点越来越稀疏，间距越来越大，小车做直线运动，若纸带上的点越来越密集，间距越来越小，则小车做直线运动。3．使用打点计时器注意事项①如使用电磁打点计时器，那么它必须接在6－8V的低压交流电源上，如使用电火花计时器，则须接在220V的交流电源上。注意计时器不宜长时间通电，每次都要及时关闭电源开关。②实验时，先启动打点计时器，待工作稳定后再让纸带运动。另外，复写纸的油面要向下，纸带从复写纸的下面穿过，这样纸带上才能够打出点来。复写纸转轴可前后移动，用以改变振针打在复写纸的不同位置上，以保证打出的点清晰，同时也可以充分利用复写纸。如使用电火花计时器，使用时，首先检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条纸带之间。③使用打点计时器，如发现点迹太轻或有拖痕，应检查打点针是否太短或太长，并予以调整。若使用电火花计时器时发现点迹不清，则需要更换墨粉纸盘。④由于打点周期比较小，点间距离较小，通常每隔4个实际点（计时点）取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为T＝s。答案：1．打点计时器2．匀速加速减速3．0.1重点归纳练习使用打点计时器常考内容归纳1．打点计时器是计时仪器。2．电磁打点计时器使用低压4-6V交变电源，电火花打点计时器使用220V交变电源。若电源的频率是50Hz，则打点计时器每打两个点之间的时间间隔是0.02s，通常每5个计时点取一个计数点，每相邻两个计数点之间的时间间隔是0.1s。3．物体运动前，应注意使物体停在靠近打点计时器的位置。4．使用打点计时器打点时，应注意先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再释放带纸带的物体。5．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方；使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．6．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源．[例2]（双选）有关电磁打点计时器的操作错误的是（）A．直接接220V电源B．在拉动纸带前一小段时间接通电源\nC．在拉动纸带后的瞬间接通电源　D．纸带拉出后应立即关闭电源解析:电磁打点计时器的电压应小于10V，一般使用交流4到6V为佳，所以A错，接通电源后，打点计时器需有一段时间后才能正常工作，所以应该在拉动纸带前让打点计时器正常工作才行，所以B正确，C错。打点计时器不能长时间工作，所以拉出纸带后应立即关闭电源，D正确。答案:AC触类旁通2.(单选)在使用打点计时器之前不用检查（）A．所有电源是否符合要求B．纸带是否平整C．打点周期等时性是否良好D．长木板受否足够光滑解析：打点计时器一般用的是家用交流电，要检查电压的大小是否符合要求，频率受否稳定，频率不稳定将影响打点周期，由于是利用打点计时器打下的纸带来研究物体的运动，因此需要尽可能地消除纸带对运动带来的影响，纸带应尽可能平整，长木板平整即可，即使有摩擦小车也会做稳定的运动，所以长木板不需要光滑，故选D。答案：D方法技巧\易错易混\实验透视实验透视电磁打点计时器的点不正确的三个诊断现象原因调节的方法打点不清晰（1）振针过高（2）电压太低（3）复写纸用得太久（1）把振针适当调低（2）适当调高电压（3）换新的复写纸打的不是点，是短线（1）振针过低（2）所加电压太高，使振幅过大（1）把振针适当调高一些（2）适当调低电压打双点振针松动把振针固定图1-3-4[例3]（单选）一同学在用打点计时器做实验时，纸带上打出的不是圆点，而是如图1-3-4所示的一些短线，这可能是因为(　　)A．打点计时器错接在直流电源上B．电源电压不稳定C．电源的频率不稳定D．打点振针压得过紧解析：当打点计时器的振针与复写纸的距离过大时，振针可能有时不接触复写纸，我们可能看到时有时无的点痕，也可能完全没有点痕。当振针距离复写纸太近时，每一个打点周期内振针就会有长时间接触并挤压在复写纸上，这样就成了一段一段的小线段。所以在使用打点计时器前要检查一下振针到复写纸的距离是否适中。选项A造成的后果是打点计时器不工作，选项B造成的后果是打点计时器工作不稳定，选项C造成的后果是各点间距忽大忽小，只有选项D正确。答案：D触类旁通4.（双选）使用电磁打点计时器，在接通电源，打点计时器工作时，通过的纸带上没有点子，原因可能是(　　)A．电源用交流4V-6VB．单面复写纸反置C．振针松动D．纸带拉得太快解析：\n电磁打点计时器是一种使用低压交流电源的仪器，如用直流电源，它就不能打点，选项A错误；套在定位轴上的复写纸压在纸带上面，当运动物体拖着纸带运动时，打点计时器便在纸带上打出一系列的点。如果复写纸反置，纸带上不会留下点痕，选项B正确；振针松动，不能与纸带接触，就不能再纸带上打出点子，选项C正确；纸带拉得太快，纸带上有点，只是比较疏散，选项D错误。答案：BC随堂练习1．电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其打点周期由决定，当电源频率为50Hz时，振针每隔打一个点，若每打5个点选一个计数点，那么相邻计数点之间的时间间隔为_______。现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50HZ时，如果仍按50HZ计算打一个点的时间间隔，则测出的时间将比物体的真实数值（填“大”或“小”）。解析：当电源频率为50Hz时，其周期为，即振针每隔0.02s打一个点，若每打5个点为一个计数点，则每个计数点的时间间隔为t=50.02s=0.1s，当交流电的频率低于50HZ时，打点计时器打一次点的实际时间间隔T将大于0.02s，如果仍按0.02s的时间间隔打一个点计算，则测出的时间将比物体的真实数值小。答案：交流电源的频率，0.02s，0.1s，小。2．使用打点计时器时，纸带应穿过_____，并要使复写纸压在纸带_____面；打点时应先____，再让纸带运动。解析：限位孔是用来限制纸带不会左右偏移的，使用打点计时器时，纸带应先穿过限位孔，复写纸放在纸带上面，套在定位轴上，先接通电源，让打点计时器工作稳定后，再使纸带运动。答案：限位孔，上，接通电源3．如图1-3-5所示，为某次实验时打出的一条纸带，其中A、B、C、D为依次选定的计数点(以每5个点为一个计数点)，根据图中标出的数据可以判定实验物体运动的性质是_______，判断的依据是_______。图1-3-53．624．425．226．02ABCDE解析：从纸带上判断，每相邻两个点之间的距离越来越大，可以判断物体做加速运动。答案：加速直线运动，每相邻两点间的距离增大4．使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中：①在如下实验步骤中，正确合理的排列顺序为　　　　　　　　　。A．把电火花计时器固定在桌子上B．安好纸带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，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在　　　，还要检查是否夹在两条纸带之间。解析：合理的顺序应为ABDEC。墨粉纸盘应套在纸盘轴上，目的是使它可以转动，均匀地被利用。墨粉纸盘夹在两条纸带之间，目的是使墨粉纸盘可以更好地转动。使用电火花计时器实验的操作步骤和电磁打点计时器是相仿的，但电火花打点计时器具有打点清晰、实验误差小的优点。答案：ABDEC，纸盘轴上\n5．（单选）在做完练习使用打点计时器的实验后，关于打点计时器打点时间间隔的长短，三位同学各自发表了自己的看法，其中正确的是()A．电源电压越高，打点计时器通过的电流越强，计时器打点速度就会越快，每打两个点的时间间隔就会越短B．手拉纸带速度越大，纸带运动越快，计时器打点速度就会越快，每打两个点所需时间间隔就会越短C．打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定，与电源电压的高低和纸带的运动速度的大小无关D．以上都不对解析：电磁打点计时器是输入交流电后，线圈中产生变化的磁场，变化的磁场促使振片带动振针以一定的频率上下振动，振动的频率和所通入的交流电的频率相等，即打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定，与电源电压的高低和纸带的运动速度的大小无关。答案：C6．（单选）在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点。根据打出点的纸带，在判断纸带表示的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过程来判断B．应通过计算任意两点间的平均速度来判断C．应通过计算全程的平均速度来判断D．应通过测量每相邻两点间的距离，看其是否相等来判断解析：舍去刚开始点痕比较密集，不稳定的点，从中间选取一段比较清晰的点来研究物体的运动，应通过测量每相邻两点间的距离，若距离相等，则物体做匀速直线运动，距离不相等，物体做变速运动。答案：D课后巩固提升一、单项选择题1．关于打点计时打出的纸带，下列叙述正确的是（）A．纸带上的点迹均匀，说明纸带做匀速运动B．纸带上的点迹变稀，说明纸带做速度越来越小的运动C．纸带上的点迹变密，说明纸带做速度越来越大的运动D．纸带上相邻两计时点的时间间隔可以不相等解析:打点计时器的振针打点的频率一定（50Hz），相邻两计时点的时间间隔相等。如果纸带匀速运动，则纸带上的点迹均匀；如果纸带做速度越来越大的运动，则纸带相等的时间内通过的位移越来越大，即相邻两个计时点的距离越来越大，也即点迹会变稀；如果纸带做速度越来越小的运动，则纸带上的点迹会越来越密。答案:A点评:打点计时器是一种计时仪器，由于相邻两计时点的时间间隔恒定，所以可以由相邻两个计时点的距离的大小变化来确定带纸带运动的物体的运动情况2．接通电源与释放纸带（或物体），这两个操作时刻的关系应当是（）A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以解析：因为打点计时器在接通电源过一小段时间后，才稳定的工作，故先接通电源，后释放纸带。答案：A3．打点计时器振针打点的周期决定于（）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解析：电磁打点计时器是输入交流电后，线圈中产生变化的磁场，变化的磁场促使振片带动振针以一定的频率上下振动，振动的频率和所通入的交流电的频率相等。答案：B\n4．纸带式计时器不适用于研究的运动是（）A．匀加速直线运动B．匀减速直线运动C．匀速直线运动D．来回往复的变速直线运动解析：来回往复的变速直线运动，纸带要来回运动，但是纸带式计时器纸带是拖动的，没有来回拖动这个功能。答案：D二、双项选择题5．若电磁打点计时器的振针在纸带上打出的痕迹不是间隔清晰的点，而是间隔清晰的短画线，其可能原因是()A．电源电压偏高B．电源电压偏低C．振针与计时器底板的间隔偏大D．振针与计时器底板的间隔偏小解析：电源电压的高低，影响振动片磁化的强弱，从而影响打点的力度，形成短画线，表明振动片的磁性过强，所以A正确，或是振针与底板的间距过小，当振动片与永磁铁相互作用向下打点尚未抬起时，纸带在外力作用下已被拖过一小段距离，D正确。答案：AD6．根据打点计时器打出的纸带,我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是()A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度解析：根据打点计时器的特性，时间间隔为0.02s，某一段时间内的位移，可以直接用刻度尺从纸带上量出，不用计算，故A、B正确。答案：AB7．关于计数点的下列说法中正确的是（）A．用计数点进行测量计算，既方便又可减小误差B．相邻计数点间的时间间隔应是相等的C．相邻计数点间的距离应是相等的D．计数点是从计时器打出的实际点中选出来的，相邻计数点间点迹的个数可以不相等解析：在测量的绝对误差相同的情况下，测量距离较大时相对误差较小，所以研究纸带时，为了使测量的距离大一些，往往把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位，每5个点为一个计数点，既方便又可以减小误差，A正确。相邻的计数点的时间间隔都是相等的，但距离不一定相等，加速运动，每两个相邻的计数点之间的距离越来越大。答案：AB8．在使用打点计时器时,发现打点计时器打点周期不稳定，其原因可能是()A．交流电压不稳定B．永久磁铁磁性太弱C．电源的频率不稳定D．振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差解析：电磁打点计时器是输入交流电后，线圈中产生变化的磁场，变化的磁场促使振片带动振针以一定的频率上下振动，振动的频率和所通入的交流电的频率相等，即打点计时器每打两个点的时间间隔由电源的频率决定，与电源电压的高低和永久磁铁磁性强弱无关，振动片的固有频率与交流电源的频率有偏差，振片没有达到共振，振动也会不稳定。答案：CD。9．一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔ls漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）。下列说法中正确的是（）A．当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动B．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车可能做加速直线运动C．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车可能做减速直线运动D．当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车可能做匀速直线运动解析：一辆农用“小四轮”漏油，每隔ls漏下一滴，这和打点计时器的计时原理相似，故可以用判断纸带运动的方法来判断车的运动情况。答案：AB三．非选择题\n10．用打点计时器研究物体运动时的主要步骤有：A．把打点计时器固定在长木板的一端，接好电路；B．把小车停在靠近打点计时器时，接通电源后开启小车；C．换上纸带，重复三次，选择一条较理想的纸带；D．把一条细绳系在小车上，细绳跨过定滑轮挂上砝码，把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车后面；E．断开电源，取下纸带.合理的实验顺序应为.解析：按照实验步骤的要求，可以排序为ADBEC图1-3-6答案：ADBEC11．某同学练习使用打点计时器，用的是电磁式打点计时器，不用手直接拉纸带，而是用小车与纸带连接，小车通过细绳与固定在长木板上的滑轮再与钩码相连，如图1-3-6所示是接通电源之前的装配情况，请指出其中有几处错误或不妥之处?不妥之处：（1）（2）解析：错误之处是使用了直流电源，应该使用低压交流电源。不足之处是小车离打点计时器较远，应该让小车离打点计时器近一些，合理利用纸带的有效长度。答案：（1）使用了直流电源，应该使用低压交流电源（2）小车离打点计时器较远，应该让小车离打点计时器近一些，合理利用纸带的有效长度图1-3-712．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1-3-7所示每条纸带记录的物体的运动情况.（a）做运动（b）做运动（c）做运动（d）做运动解析：从纸带判断物体的运动信息的方法是：若纸带上的点分布均匀，则小车做匀速直线运动，若纸带上的点越来越稀疏，间距越来越大，小车做加速运动，若纸带上的点越来越密集，间距越来越小，则小车做减速运动。答案：（a）匀速（b）匀速（c）加速（d）减速