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新粤教版（2019）高中物理必修第一册 第一章
[新课引入]
问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？
壶漏
摆钟
手表
秒表
原子钟
日晷
一种记录物体运动位移和时间的信息的仪器。
电火花打点计时器
打点计时器
电磁打点计时器
工作电源：220V的交流电源
电源频率为50Hz时，
每隔0.02s打一次点（打点周期为0.02s）。
基本原理：如图所示，当接通电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．
电火花打点计时器
工作电源：4~6V的低压交流电源
电磁打点计时器
电源频率为50Hz时，
每隔0.02s打一次点（打点周期为0.02s）
工作原理：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，带动其上的振针上下振动．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.假设交流电源的频率是80Hz，那么它将多长时间打下一个点？
1.为什么打点计时器不能使用直流电？
1.电磁打点计时器的工作原理是利用交变电流的方向改变来改变电磁铁的磁极方向，从而使振动片上下振动，且振动片的频率与交变电流的频率一致。电火花计时器是用墨粉和电火花打点，当按下脉冲输出开关，计时器发出脉冲电流。从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，于是在纸带上打出一系列的点。以上两种打点计时器都需要交变电流才可正常工作。
2.它将每隔0. 0125s打下一个点．
【思考问题】
纸带上的点与物体的位移和时间是如何对应的？怎样将纸带上的点转化为相关的数据？怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？
在直线运动中，要测量物体在某一点的瞬时速度，可以用测量包含这一点的平均速度来近似替代．
用打点计时器测量瞬时速度的方法
测量 D、F两点间的位移为：
测量 D、F两点间的时间为：
E点速度近似等于D、F两点间的平均速度：
用打点计时器测量瞬时速度的方法
用打点计时器测量瞬时速度的方法
D,F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度（如纸带2所示），然而D,F两点距离过小则测量相对误差增大．因而，应该根据实际情况选取这两个点
如何测出E点的瞬时速度？
D
F
D
F
D
F
原则：准确性 可行性
用打点计时器测量瞬时速度的方法
（2）先接通电源，后释放小车或用手水平拉动纸带，纸带上就打出一系列点迹。然后关闭电源。
（3）取下纸带，选择某个清晰的点，往后数出若干个点，如果数出n个点，则第n个与第1个点之间的间隔数为（n-1)个，由Δt=0. 02(n-1)s计算出纸带从第一个点运动到第n个点的时间。
（4）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δx.把测量值和计算结果填入表1-4-1中．
（1）把打点计时器固定好，了解它的结构，按照说明连接使用仪器并装好纸带。
实验1：练习使用打点计时器
在纸带上选取一段清晰的点迹，测量数据和计算填入表格。
实验1：练习使用打点计时器
（1）把打点计时器固定在斜面的顶端，将一辆系有纸带的小车放置在斜面上。接通交流电源，让打点计时器开始打点，释放小车，纸带上打出一系列的点。纸带记录下小车的运动信息。
实验2：测量沿斜面运动小车的瞬时速度
实验2：测量沿斜面运动小车的瞬时速度
（2）在纸带上选取点迹清晰的一段，将某个能看清的点标为0,以后每隔0.1s标一个计数点，相邻计数点间的位移为S1,S2, S3, S4,S5(如图1-4-5所示）．用刻度尺测量相邻计数点间的位移，将测量结果填入表1-4-2中．
（3）利用 计算各计数点的瞬时速度。
(4)根据表中数据作出 图像
实验2：测量沿斜面运动小车的瞬时速度
【课堂练习】第23页课后习题第5题
0.60
0.40
1.20
1.00
0.80
0, 1点的间距x1=5.18cm
1, 2点的间距x2=4.40cm
2, 3点的间距x3=3.62cm
3, 4点的间距x4=2.78cm
4, 5点的间距x5=2.00cm
5, 6点的间距x6=1.22cm
可以将采集信息的时间显示出来的仪器
数字计时器
1．计时装置：由数字计时器和光电门组成．
2．基本原理：如图由数字计时器和光电门组成的计时装置。光电门的外形像门，其一边安装发光装置，另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接。当宽度一丁点物体通过光电门时，光线被遮挡，数字计时器开始计时，当物体离开光线时停止计时，这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间．
3．数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的时间。
记录物体通过一个光电门的时间:光线遮挡，开始计时；物体离开，停止计时。记录时间为t.
1、测量物体通过光电门位置的瞬时速度
测量物体的遮光宽度，记录位移为d.
物体通过光电门位置的瞬时速度为：
数字计时器
2、测量物体经过两个光电门之间的平均速度
测量两个光电门之间的距离，记录为s.
物体通过两个光电门的平均速度为：
记录物体通过两个光电门的时间:记录时间为 .
数字计时器
1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明 ( )
A．运动物体在一段时间内的位移
B．运动物体在一段时间内的运动快慢
C．运动物体在某时刻的位置
D．运动物体的运动性质
练习
ABCD
2. 通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是 （ ）
A．点子密集的地方物体的运动速度比较大
B．点子密集的地方物体的运动速度比较小
C．点子不均匀说明物体在做变速运动
D．点子不均匀说明打点计时器有故障
练习
BC
3．下列关于打点计时器的说法中不正确的是(　　)
A．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．使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02 s
D．电火花打点计时器使用220 V交流电源
A
练习
4．电磁打点计时器的打点周期取决于 (　　) 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
B
练习
5.关于电磁打点计时器的使用，下列说法正确的是（ ）
A. 电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源 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. 使用的电源电压越高，打点的时间间隔就越大 D. 纸带上打的点越密，说明物体运动的越慢
D
练习
6．如图所示是“研究变速直线运动”实验中，利用打点计时器打点所获得的纸带，A、B、C…是计数点，相邻计数点对应的时间间隔是T，对应的距离依次是s1、s2、s3…则下列计算打D点时的速度的表达式正确的有 (　　)
AD
练习
7.某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两个计数点之间还有四个计时点没有画出，图中已标出相邻两计数点间的距离，打点计时器的电源频率为50 Hz(结果保留三位有效数字)．
(1)图中纸带右端和运动物体相连，由此推测物体的运动是________(填“加速”或“减速”)运动．
(2)在打出 3、6 这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是________m/s.
(3)如果要求不是很精确，用平均速度可以粗略地代替某点瞬时速度，那么，物体在打计数点4时的瞬时速度更接近于________m/s.
1.30
减速
1.20
练习

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