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第一章 运动的描述
专题课 打点计时器
【学习目标】
认识两种打点计时器的构造和工作原理
掌握电磁打点计时器和电火花打点计时器的异同
了解使用打点计时器的操作步骤和注意事项
【课前检索】1.关于时间和时刻，下列说法正确的是( )
A. 时间与时刻的区别在于长短不同，长的是时间，短的是时刻
B. 两个时刻之间的间隔是一段时间
C. 第秒末和第秒初的时间间隔是一秒
D. 第秒内和第秒内经历的时间长短不同
2.（多选）某一运动质点沿一直线做往返运动，如图所示，，点为轴上的原点，且质点由点出发，向轴的正方向运动至点再返回沿轴的负方向运动，以下说法正确的是 ( )
A. 质点从发生的位移为，方向沿轴正方向，路程为
B. 质点从发生的位移为，方向沿轴负方向，路程为
C. 当质点到达点时，其位置可用点的坐标表示
D. 当质点到达点时，相对于点的位移为
3.（多选）如图所示，一边长为的实心立方体木块，一只昆虫从点爬到点．下列说法正确的是 ( )
A. 该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
B. 该昆虫的位移大小为
C. 该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
D. 该昆虫的位移大小为
【问题引入】生活中，常用哪些工具测量时间和位移？
学生思考作答：钟表、秒表、米尺、刻度尺等
归纳总结：实验室中常用来测量位移的工具是刻度尺，常用来测量时间的工具是秒表，此外，也可用“频闪照片”的方法记录物体的时刻和位置，进一步可推算某一段对应的时间和位移。与频闪照片的方法相类似，高中阶段引入新的工具记录物体的时刻和位置——打点计时器。
【新课讲授】
认识打点计时器
分类：________打点计时器和________打点计时器。
电磁打点计时器是一种使用__________电源的计时仪器，使用________________电源，工作电压约为________V。当电源的频率为50HZ时，它每隔________s打一次点。
电火花打点计时器是一种使用__________电源的计时仪器，工作电压约为________V。当电源的频率为50HZ时，它每隔________s打一次点。
2.作用：电磁打点计时器和电火花打点计时器都是测量______________的工具
二、电磁打点计时器和电火花打点计时器的异同
计时器 电磁打点计时器 电火花打点计时器
打点 原理 在电磁作用下_________振动打点 脉冲电流经过放电针、___________放电打点
电源 约为_________V交流电源 _________V交流电源
周期 电源频率为50Hz时，都是每隔_________s打一次点
阻力 来源 纸带与_________、_________的摩擦 纸带与_________的摩擦 纸带与_________、_________的摩擦
说明 功能相同，都是计时仪器，但电火花计时器比电磁打点计时器更_________
三、练习使用打点计时器
1.实验步骤：
一定：将打点计时器固定在桌面或者铁架台上
二装：按要求安装纸带
三测：先通电，后释放
四：换新纸带，重复步骤（3），得到多组点迹
五：取下纸带，从能够看清某个点开始，往后数n个点，则从第一个点到第n个点的时间间隔t=_________，用刻度尺测量第1个点到第n个点间的距离△x。
2.注意事项：
（1）实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。
（2）使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放纸带
（3）使用电火花计时器时，应注意把两条纸带穿好，使墨粉纸盘位于两条纸带中间，使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过限位孔，压在复写纸下面
（4）打点计时器不能连续工作太长时间，打完点后应立即关闭电源。
（5）对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，可统一测量出各个测量点到起始测量点之间的距离，读数时应估读到毫米的下一位。
【课后检索】
1.电火花计时器和电磁打点计时器都必须使用 填交流或直流电源，其中电火花计时器的工作电压是 ，电磁打点计时器的工作电压约 ，频率是时，每隔 打一个点。
2.使用电火花打点计时器时，通常用两根纸带将墨粉盘夹在中间，如图所示，纸带在墨粉盘下面，纸带在墨粉盘上面，则( )
A. 工作时只有纸带上留有点迹
B. 工作时两根纸带上都会留有点迹
C. 电火花打点计时器使用交流电
D. 安装墨粉盘时，将有墨粉的一面向上
3.下列实验过程中使用打点计时器的正确步骤是( )
启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点；关掉电源；取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数若干个点，如果数出个点，这些点划分出的间隔数是，由此计算出纸带从打下第个点到打下第个点的运动时间；把纸带装好；了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上；用刻度尺测量出第个点到第个点的距离．
A. B. C. D.
4.如图所示，甲、乙是实验室常用的两种打点计时器，请回答下面的问题：
图甲是________填“电磁”或“电火花”打点计时器，正常工作时用的是________填“直流”或“交流”电
根据打点计时器打出的纸带，我们可以不需要通过公式计算，从纸带能直接得到的物理量是______。
A.时间间隔位移平均速度瞬时速度
5. 打点计时器是高中物理实验中常用的实验器材，请你完成下列有关问题。
甲图是___________填“电磁打点计时器”或者“电火花计时器”
电磁打点计时器使用___________填“交变”或“交变”电源，实验室用电频率时，如果每相邻的计数点间还有个点未标出，则相邻两个计数点的时间间隔为___________。
关于本实验，下列说法正确的是________；
A.两种打点计时器使用时都必须用复写纸
B.在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源
C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D.纸带上打的点越密，说明物体运动的越快
答案和解析
【课前检索】
1.【答案】
【解析】时间是指时间的长度，在时间轴上对应一条线段，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点，A错误．两个时刻之间的间隔是一段时间，B正确．第秒末和第秒初在时间轴上是同一点表示同一时刻，它们的时间间隔是，C错误．第秒内和第秒内经历的时间长短一样，都是秒，D错误．
2.【答案】
【解析】
【分析】
位移等于质点首末位置的距离，路程等于物体运动轨迹的长度．
解决本题的关键知道位移是矢量，大小等于首末位置的距离，路程是标量，大小等于运动轨迹的长度．
【解答】
A、由于，因此质点在的过程内，位移大小为，位移方向为到，沿轴负方向，所以位移为，路程为，A错误；
B、在的过程内，质点经过的路程为，位移方向由指向，与正方向相反，沿轴负方向，所以位移为，路程为，B正确；
C、当质点到达点时，位置在原点的左侧，坐标为，C正确；
D、当质点到达点时，在点左侧处，规定向右为正方向，所以相对于点的位移为，D正确．
3.【答案】
【解析】昆虫从点爬到点的位移大小就是立方体的对角线的长度，大小为，故B错误，D正确；点到点的路程有无数种，由于昆虫只能在实心立方体表面运动，我们可以将表面“展开”，在同一平面内连接、两点交于点，如图所示，昆虫路径为时通过的路程最短，此时路程为，故A错误，C正确．
【课后检索】
1.【答案】交流，，，
【解析】
【分析】
了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压、工作原理即可正确解答同时要熟练使用打点计时器进行有关的操作。
对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。
本题考查了电火花计时器和电磁打点计时器的基础知识，牢记基本知识点即可做题。
【解答】
电火花计时器和电磁打点计时器都是计时仪器，它们使用的电源是交流电源，其中电火花计时器的工作电压为，电磁打点计时器的工作电压为，若电源频率为，这两种打点计时器都是每隔打一次点。
2.【答案】
【解析】电火花打点计时器使用的交流电，每隔释放出一个短暂的电火花，电火花熔化墨粉盘上的墨粉后，就在下方的纸带上留下了一个点迹。所以在安装墨粉盘时，要将有墨粉的一面向下，纸带也要安装在墨粉盘的下方，才能打出点迹。故A正确、BCD错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】
在使用打点计时器时应先进行安装，即步骤；然后安装纸带即步骤；然后开始实验，要先启动电源，再拉动纸带，即进行步骤；然后关掉电源进行数据处理，即进行步骤；数据处理时先数出点数，再测量长度，即、故正确的步骤为，A正确．
故选A
【分析】本题考查打点计时器的使用，要求学生会使用打点计时器，并熟知操作步骤。
4.【答案】电磁；交流；
【解析】
【分析】
本题考查了打点计时器。
打点计时器用的都是交流电源；
平均速度和瞬时速度都需要通过计算才能得到，而两点之间的时间间隔和距离不需要计算。
【解答】
根据打点计时器的外形可以判断图甲是电磁打点计时器；电磁打点计时器的工作电压是交流电压；
从打出的纸带上可以直接得到的物理量是打下两点的时间间隔，还可以用刻度尺直接测量出两点之间的距离；平均速度需要根据位移与时间的比值来计算；瞬时速度也需要通过计算某段时间内的平均速度代表某一时刻的瞬时速度，或者打下某一点的瞬时速度，故AB正确，CD错误。
5.【答案】电火花计时器；交变，；。
【解析】
【分析】
本题考查打点计时器；区别电火花打点计时器和电磁打点计时器；会正确使用打点计时器。
【解答】
根据图中结构可知为电火花打点计时器；
电磁打点计时器使用的电源是交变，每相邻的计数点间还有个点未标出，说明一共有个打点计时器的时间间隔，所以时间为；
电磁打点计时器使用时必须用复写纸，电火花打点计时器使用时必须用墨粉纸盘，A错误，
B.在测量物体速度时，先接通打点计时器的电源，后让物体运动，B错误，
C.使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小，C正确，
D.纸带上打的点越密，说明同样的时间间隔物体运动的距离越短，得物体运动的越慢，D错误。
故选C。

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