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1、运动的纸带上就打出打出一系列小点1.3记录物体的运动信息学案（粤教版必修1）课前自主学习自主学习教材独立思考问题1. 要研究物体的运动，首先要准确记录物体运动的信息一一位移和时间2. 实验室常用的计时仪器有秒表、节拍器、打点计时器、数字计时器等3. 打点计时器是一种通过在纸带上打出的一系列的点来记录物体运动信息的仪器,实验室常用的打点计时器有电火花打点计时器和电磁打点计时器两种4. 电火花打点计时器的工作电压是220V交变电流,电磁打点计时器的工作电压是交变电流,通过线圈和永久磁铁的作用带动一个上下振动的振针在纸带上打出一系列的点,振针上下振动的时间间隔不变.当电源频率是50Hz时，纸带上每打
2、岀两个相邻点所经历的时间都是0.02S.核心知识探究哲析回题情境提炼核徑要电电火花打点计时器要点提炼电火花打点计时器的工作原理如图1所示，使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔.当接通电源、按下脉冲输岀开关时，计时器发岀的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在行点迹.当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点、电磁打点计时器要点提炼电磁打点计时器的工作原理电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图2所示.工作电压为6V.当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.接通电源后，线圈产生的
3、父变磁场使振片（由弹簧钢制成）磁化，振片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下振片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02S.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上电火花打点计时器亂电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？答案电磁打点计时器的工作原理是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振片上下振动，并且振片的振动周期与电源的电流变化周期一致？若使用50Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02S.这个值正好是电源频率的倒数.问题延伸从原理上考
4、虑，电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？答案电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦更大些.在电火花计时器使用中运动阻力极小，这种阻力来自于纸带运动本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致，同时它的操作简单，使用安全可靠.三、练习使用打点计时器问题情境1. 使用电磁打点计时器，怎样安装复写纸和纸带的位置？2. 振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因？怎样调整？3. 开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？4. 处理纸带时：从能够看清的某个点开始，往后数岀若干个点.如果数岀“个点，这些点划分岀来的
5、时间间隔数是多少？答案1?将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.2. 可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.补充可能是复写纸换新的了.补充可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置补充可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止补充所选的电压在4V和6V的情况下，打点的清晰度有差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高电压.3. 因打点计时器是按间歇式电路设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏4. 共一1）个四、数字计时器解题方法探究师生互动探究总结规律厅法例1在使用电磁打点计时器时，下列
6、说法正确的是（）A. 每打完一列点就要切断电源B. 不要移动圆形复写纸片的位置C. 纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸下面D. 应先接通电源，再使纸带运动解析每打完一列点就要切断电源，是为了防止线圈过热而损坏，圆形复写纸是套在定位轴上的，定位轴可以移动，每打完一列点后移动一下定位轴，以充分利用复写纸的各个部位，可保证打点清晰，限位孔也可以侧向移动，但在移动时要保证两限位孔纵向对齐，移动后把螺钉拧紧.答案ACD例2用接在220V交流电源上的打点计时器，测定小车的运动情况.某次实验中得到一条纸带如图3所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0,1,2,3,，量得1与2两点间
7、距离51=30mm,2与3两点间的距离$2=48mm,3与4两点间的距离心=64mm,由此可知相邻计数点之间她间间隔为s,小车是否做匀速直线运动？.X图3解析由于相邻计数点之间有五个打印间隔，因此r=0.02X5s=0.1s,由题中条件可知，在相同时间内，小车位移越来越大，因此小车不做匀速运动，而做变速运动答案0.1否53如图所不，根据打点计时器打岀的纸带判断哪条纸带表不物体做匀速运动（）2?C2?C?匸D之间解析匀速直线运动中相等位移所用的时间相等.根据题意，打点计时器打出的点与点的时间都相同，只要点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速直线运动答案B【即学即练】1. 打点计时器振针打点的周
8、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.振针与复写纸的距离答案B2. 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的说法中，不正确的是（）A. 点痕记录了运动的时间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. 点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D. 点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况答案C3. 关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）A.带，后接通电源A.带，后接通电源先接通电源，后释放纸带B.先释放纸C.释放纸带同时接通电源D.先接通电源或先释放纸带都可以答案A解析接通电源后
9、释放纸带，此时振针已稳定工作4. 使用打点计时器时应注意（）A. 无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面B. 使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C. 使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔垂直D. 使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上答案BD5. 在实验过程中，下列做法中不能减小实验误差的是（）A. 选取计数点，把每打5个点的时间间隔作为一个时间单位B. 使小车运动的加速度尽量小些C. 舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算D. 选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验答案
10、B6. 下列关于计数点的说法中，不正确的是（）A. 用计数点进彳丁测量计算，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当是相等的D. 计数点是从计时器打岀的实际点中选岀来的，相邻计数点间点痕的个数相等答案C；如图4所不是一同学利用打点计时器打岀的一条纸带，纸带上打岀的不是圆点，而是如图所示的一些短线，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.打点针压得过紧答案D解析当振针距离复写纸片间隙过小,毎一个打点周期内就会有较长一段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.A选项造成的后果是打点计时器不工
11、作，B选项造成的后果是打点计时器工作不稳定，C选项造成各点间距忽大忽小，故D选项正确.8. 打点计时器是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，下列有关使用打点计时器的说法中不正确的是()A. 不要在未放纸带时就通电打点，每次打点完毕，应及时切断电源，切忌长时间通电使用B. 每打完一条纸带要将复写纸调整一下，确保下一次打点清晰C. 若发现振片振幅不稳定，应调节振片螺母，以使振动稳定D. 若打出的点带尾巴或双点，则是山于打点针太短所造成的，应适当调节打点针的长度答案D解析若打出的点带尾巴或双点，则是由于打点针太长所造成的，应适当调节打点针的长度.9. 电磁打点计时器是一种使用电源的仪器，其工作电压
12、是,打点计时器的打点周期为s.电火花打点计时器的工作电压是V.使用电磁打点计时器时，纸带应穿过,复写纸应套在上，并要放在纸带的面.答案交流计时6V0.02220限位孔定位轴上10. 使用电火花打点计时器来分析物体运动情况的实验中：(1) 在以下基本步骤中，正确的排列顺序为.A.把电火花打点计时器固定在桌了上E安装幺氏带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) 在安装纸带时，要先检查墨粉纸盘是否已经正确地套在上，把纸带穿过答案(l)ABDEC(2)纸盘轴限位孔11. 练习使用电磁打点计时器的实验步骤如下：A. 把打点计时器固定在长木板上带有定滑轮的一端，把复写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面B. 把打点计时器接在6V的直流电源上C. 拉动纸带后，再接通电源D. 取下纸带，以纸带上起始点为0,依次在每个点上标岀1,2,3,，用刻度尺分别量岀两点间的距离，比较是否相等，判断是什么性质的运动试纠正以上步骤中错误之处.答案A中将计时器固定在没有定滑轮的一端；B接在交流电源上；C先接通电源再拉动纸带；D从能够看清的点开始.
13记录物体的运动信息学案粤教版必修1
