檢測直線運動物體的瞬時速度 學習目標思維導圖 1.了解兩打點定時器的結構和工作原理，能夠正確使用打點定時器。 2、了解根據紙帶檢測速度的原理，檢測瞬時速度。 3.能夠用速度-時間圖像來表示速度，掌握以點畫圖的方法，并能根據所畫的圖像描述物體速度的變化。 4、掌握科學探究所需的常識 自檢 1、兩種打點計時器的比較項目 電火花計時器 電磁打點計時器 結構圖 工作電流 220V 交流電壓 V 交流電壓打點方式 周期性產生火花 振動針周期性上下振動。 電源頻率為50Hz。 打點周期為0.02。 記錄信息位移和時間。 自查必要的知識。 2、測量紙帶的平均速度和瞬時速度。 在這兩點之間的時間間隔內，紙帶運動的平均速度。 是0.5。 上圖中，可以用包含E點的DG或DF之間的平均速度來代替該點的瞬時速度。 DF之間的平均速度更接近E點的瞬時速度。 必要知識自查 3、練習使用打點計時器。 實驗設備：電磁打點計時器（或火花計時器）、紙帶、刻度尺、電線、復寫紙、低壓交流電源（頻率為50Hz，火花計時器使用220V交流電源，頻率也是50Hz）固定椅子上的電磁打點定時器，將紙帶穿過限位孔，將復寫紙放在定位軸上，但將其壓在紙帶內。 將電磁打點定時器的兩個端子接入4~6V低壓交流電，打開電源開關，用手水平帶動紙帶，使其沿水平方向運動。 紙帶上將打印一系列線條。 觀點。
立即關閉電源。 取下紙帶，從某個能看得清楚的點（起點）開始，向前數幾個點。 如果有n個點，間隔數為n-1，則紙帶的移動時間Δt= (n-1)0.02 利用公式v=估算紙帶在這段時間內的平均速度。 使用標尺檢測包括某一點在內的兩點之間的距離，并估計平均速度。 自考必備知識。 實驗前應將打點定時器固定好，避免驅動紙帶時晃動。 首先，輕輕測試紙張。 不應有明顯的堵塞。 使用打點定時器打點時，應先接通電源，待打點定時器穩定后再驅動紙帶。 用手將紙帶拉得較快，以免網點太密。 使用電火花定時器時，應注意正確佩戴紙帶。 墨盒托盤位于紙帶上方。 使用電磁點定時器時測量平均速度實驗總結，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面。 必要知識自我監控使用電磁打點定時器時，如果出現網點過淡或過短的情況，應調整振動針距復印紙的高度。 打點定時器不能連續工作太長時間。 打點完畢后，應立即關閉電源。 測試紙帶時，不要分段檢測各段的位移。 正確的方法是一次性完成檢測（可以先統一檢測檢測點。初始檢測點之間的距離O）。 讀數應精確到下一毫米。 必要知識自查 4、用圖像來表示速度。 速率-時間圖像：物體的速度隨時間變化的過程可以用速率-時間圖像來描述。 繪制圖像：構建以速度v為橫軸、時間t為縱軸的坐標系，根據時間和瞬時速度對應的坐標值在坐標中繪制點。
使用平滑曲線來描述這些點。 如果有些點不能落在曲線上，則應將它們大致均勻地分布在曲線右側，以獲得 vt 圖像。 必要知識 自我監控 兩臺打點定時器所使用的電源均為220V交流電源。 （使用50Hz交流電源，兩種打點定時器的打點時間間隔為0.02。打點定時器使用8V左右的交流電源。應答&分析&打點定時器使用50Hz交流電源，打點時間間隔為0.02。分析&電磁打點定時器打點時紙上有摩擦力，而EDM定時器則沒有這些摩擦力。必要知識自檢膠帶上兩個較近的點之間的平均速度可以近似代表這兩個點之間的一點的瞬時速度。（在分析估算磁帶上某一點的瞬時速度時，可以用該點附近兩點之間的平均速度來表示該點的瞬時速度。答案：分析：各點之間應該用平滑的曲線連接。必要知識自檢 目前實驗室的定時器有定時器和電火花定時器兩種，它們所連接的電源頻率都是50Hz交流電壓，所以它們各有千秋。 工作電流約為8伏和220伏交流電，頻率為50赫茲，T=0.02答案：電磁點0.02220問題1問題2在教室檢查根據紙帶求解物體的運動速率。 情境探索實驗裝置如圖所示，讓一輛卡車從一端凸起的木板上滑落。 木板旁邊安裝一個光電門，其中A管發射光，B管接收光。
當固定在車上的遮光罩穿過光電門時，光線被阻擋，被阻擋的時間可以直接在記錄儀上讀取。 這段時間就是遮陽板通過光電門的時間。 根據測得的化學量，能否測出遮光板通過光柵的平均速度？ 該速度可近似為卡車通過光電門的瞬時速度。 陰影通過光柵的平均速率。 由于遮光板的厚度很小，因此可以認為平均速度是卡車通過光電門的瞬時速度 數與單次時間間隔 0.02 的乘積。 如圖所示，從點狀紙帶上可以清晰識別的某一點開始，向前數幾個點，例如總共數n個點的距離Δx，并計算這n個點的時間間隔，然后在課堂上查平均速度問題1問題2并簡單估計瞬時速度。 當某個位移Δx對應的時間Δt較小時，我們可以用這段時間的平均速度來表示Δt中某一時刻的瞬時速度。 如圖所示，可以粗略地表示C點的瞬時速度，即計算出的平均速度vC=越接近C點的瞬時速度。但是，如果兩點A之間的距離太小，檢測偏差會減小，所以這兩點要根據實際情況來選擇。 問題1、問題2 檢查教室。 用于引導點定時器的電源頻率為50Hz。 實驗中得到的一條紙帶，用毫米級進行測試，如圖所示。 紙帶問題A、霍爾檢驗分析：打點定時器根據隨時間快速變化的交流電壓的電壓方向工作，打點周期等于交流電的周期，為0.02答案： 0.350。 計時點的數量和計時周期。
確定位移：確定位移時要注意起點和終點。 AC段之間的平均速度vACi.im/s=0.35 平均速度vADi.i"m/s=0.42m/s。AC周期比AD周期短，因此AC段的平均速度更接近B 點的瞬時速度。比較接近，即 B 點的瞬時速度更接近 0.35。問題 1。問題 2。課堂測量變體 1 訓練時，同事分析卡車的運動時，選擇由幾條紙帶組成一條帶有清晰圓點的紙帶，如圖所示，他每四個點取一個計數點，并在圖中標出每個計數點之間的距離（單位：cm）測量平均速度實驗總結，從而估算出該物體的平均速度。卡車在 0 點和 6 點之間；估計第四個計數點 卡車在該點的瞬時速度 問題 1 和問題 2：大廳測量分析： (1) 卡車在 0 點和 6 點之間的位移x=x1+x2+...+x6=40.53cm 每兩個相鄰計數點之間有 4 次 每兩個相鄰計數點之間的時間間隔 T = 0.025s = 0.1 點之間的時間間隔 t = 6 T = 60.1s = 0.6 問題1 問題2 課上查看vt圖像情況 一群朋友解決了瞬時速度 這樣就估算出了紙帶上不同時刻對應的瞬時速度值。 橫軸是速度v，縱軸是時間t。 改進了坐標系，將不同時刻的速度繪制在坐標系中（如圖A所示）。 最后，使用平滑的曲線來“擬合”實驗中繪制的點（圖B）。 比較位移-時間圖像，速率-時間圖像代表什么？ vt圖像描述的是直線運動還是曲線運動？ 關鍵點表示物體的運動速度作為時間的函數； 線性運動。
問題1 問題2 第一課測量知識。vt圖像反映了物體速度隨時間變化的規律。 根據vt圖像，可以讀取物體在某一時刻的速度或者物體某一速度對應的時間。 確定運動方向。 根據速度的正負來判斷運動方向。 如果速度為正，則表示物體沿正方向運動； 如果速度為負，則表示物體向負方向運動。 問題1 問題2 現場檢查示例指南是七個計數點??。 每兩個相鄰的計數點之間有四個未繪制的計時點。 各計數點到0點的測量距離如圖所示。 求 求各計數點的瞬時速度并繪制vt圖。 題一、題二：課上檢驗分析：用平均速度代替中間時間的瞬時速度，求解各點的瞬時速度，v1=0.195m/s，v2=0.40m/s，v3= 0.61m/s，v4=0.69m/s，v5=0.70 縱軸表示時間，橫軸表示速度。 然后繪制點并使用平滑曲線將繪制的點連接成直線。 vt圖像如圖所示。 答案：意見問題1 問題2 課堂上檢查規則的方法是在平面直角坐標系中，用縱軸表示時間，橫軸表示速度。 根據瞬時速度和對應的時間畫出坐標系中的每個點，然后用光滑曲線將所描述的點連接起來，得到運動物體的速度-時間圖像，即vt圖像。 在此過程中，要注意“順勢”平滑。 如果有些點不能落在曲線上，則應使它們大致均勻。 分布在曲線的右側，記得用折線連接點。
問題1 問題2 變式訓練2（多選） 課堂檢查 與CD段運動方向相反。 B、線段CD和線段DE的運動方向相反。 物體在D點的速度為零，然后運動方向發生變化。 D. 線段 AB 中的物體是靜止的。 答案：BC 分析：從圖中可以看出，物體在 0 到 20 之間的速度均為正值，運動方向保持不變。 物體在D點的速度為零，然后運動方向發生變化。 A錯誤，B正確； 線段AB中物體的速度v=5，這是錯誤的。 問題1 問題2 課堂檢查 圖為物體的速度-時間圖。 根據圖表作出以下判斷。 正確的是（