高一物理-必修一第一章第四节-用打点计时器测速度ppt课件.ppt
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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分4、实验:用打点计时器测速度变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分一两种打点计时器v电磁打点计时器变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v1、电磁打点计时器v (1)原理 (2)构造 (3)工作电压:6V以下变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相
2、连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分课时课时4实验:用打点计时器测速度实验:用打点计时器测速度课前导航课前导航1.1.电磁打点计时器电磁打点计时器图图4 41 1所示是电磁打点计时器的构造图,图中标出了几所示是电磁打点计时器的构造图,图中标出了几个主要部件的代号及名称个主要部件的代号及名称 图图41变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v2、电火花计时器v (1)构造: (2)原理: 脉冲电流经放电针、 墨粉纸盘放电v (3)工作电压:220V变电站电气主接
3、线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分当给电磁打点计时器通电后,线圈产生磁场,放在线圈当给电磁打点计时器通电后,线圈产生磁场,放在线圈中的振片被磁化,由于线圈通的是交变电流,电流方向不断中的振片被磁化,由于线圈通的是交变电流,电流方向不断变化,振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振变化,振片就会因反复地受到向上、向下的吸引而不停地振动起来当交变电流的频率是动起来当交变电流的频率是50 Hz50 Hz时,电磁打点计时器的时,电磁打点计时器的振针每振针每0.02 s0.02 s打下一个点打下一个点2 2电火
4、花计时器电火花计时器图图4 42 2所示是电火花计时器的构造图图中标出了几个所示是电火花计时器的构造图图中标出了几个主要部件的代号,它们的名称见图主要部件的代号,它们的名称见图图图42变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分电火花计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点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示出点迹的计时仪器当电源的频率是而显示出点迹的计时仪器当电源的频率是50 Hz 50 Hz 时,它的时,它的脉冲放电周期也是脉冲放电周期也是0.02 s0.02 s,即每隔,即每隔
5、0.02 s 0.02 s 打下一个点打下一个点请你思考:请你思考:1为什么打点计时器不能使用直流电源?为什么打点计时器不能使用直流电源?2假设交流电源的频率不是假设交流电源的频率不是50 Hz,而是,而是60 Hz,打点计,打点计时器还是每隔时器还是每隔0.02 s打一个点吗?这时它将每隔多长时间打下打一个点吗?这时它将每隔多长时间打下一个点?一个点?变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分知识精析知识精析一、计时器的使用一、计时器的使用1电磁打点计时器的使用电磁打点计时器的使用(1)用限位孔限定
6、纸带,复写纸压在纸带的上面通电,用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面通电,振片带动振针打点若纸带运动,其上就会留下一行小点振片带动振针打点若纸带运动,其上就会留下一行小点(2)如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上如由物体带动纸带运动,物体的位移就对应为纸带上相应点间的距离,运动时间可由该距离上点痕的数目计算相应点间的距离,运动时间可由该距离上点痕的数目计算2电火花计时器的使用电火花计时器的使用(1)使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲孔当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉
7、冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在电流经放电针、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运动的纸带上就打出一行点迹(2)这种计时器工作时,纸带运动时受到的阻力比较小,这种计时器工作时,纸带运动时受到的阻力比较小,实验误差也比较小实验误差也比较小变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、用打点计时器测量瞬时速度二、用打点计时器测量瞬时速度图图43变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接
8、线组成中一个重要组成部分方法指导方法指导一、纸带的处理方法一、纸带的处理方法例例1 打点计时器所用电源的频率为打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带,某次实验中得到的一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图用毫米刻度尺测量的情况如图45所示,所示,纸 带 在纸 带 在 A 、 C 间 的 平 均 速 度 为间 的 平 均 速 度 为_m/s,在,在A、D间的平均速度为间的平均速度为_m/s,B点的瞬时速度更接近点的瞬时速度更接近于于_m/s.解析解析 由题意知,相邻两点间的时间间隔为由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s,A、C间的距离为间的距离为14 mm0.014
9、 m,A、D间的距离为间的距离为25 mm0.025 m.由公式由公式v得,得,vAC m/s0.35 m/svAD m/s0.42 m/sB点的瞬时速度更接近于点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.答案答案 0.350.420.35点评点评 求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度,求某点瞬时速度时,我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度,但这两点并不是靠得越近越好但这两点并不是靠得越近越好变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分二、实验误差分析二、实验误差分析例例2 某同
10、学在用打点计时器做实验时,得到的纸带如图某同学在用打点计时器做实验时,得到的纸带如图46所示,这可能是因为所示,这可能是因为()图图46A打点计时器错接在直流电源上打点计时器错接在直流电源上B电源的电压不稳电源的电压不稳C电源的频率不稳电源的频率不稳D振针压得过紧振针压得过紧解析解析 正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上,这样在纸带上才能留下点当振针与复写纸的距离过大时,振针在纸带上才能留下点当振针与复写纸的距离过大时,振针可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点当振可能打不到复写纸,这时会出现有时有点,有时无点当振针与复写纸的距离过小时,振
11、针就会有较长的时间与复写纸针与复写纸的距离过小时,振针就会有较长的时间与复写纸接触,这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段接触,这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段答案答案 D变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分三、三、vt图象的应用图象的应用例例3 图图47是甲、乙两物体运动的速度图象,下列是甲、乙两物体运动的速度图象,下列说法正确的是说法正确的是()A物体甲处于静止状态物体甲处于静止状态B物体乙刚开始时以物体乙刚开始时以5 m/s的速度与甲物体同向运的速度与甲物体同向运动动C物体乙在最初物
12、体乙在最初3 s内的位移是内的位移是10 mD物体乙在最初物体乙在最初3 s内的路程是内的路程是10 m解析解析 甲速度图象是平行于甲速度图象是平行于t轴的直线,因此甲做匀速直线运轴的直线,因此甲做匀速直线运动,选项动,选项A错误;乙物体在第错误;乙物体在第1 s内向正方向做速率为内向正方向做速率为5 m/s的匀速的匀速直线运动,第直线运动,第2 s内静止,第内静止,第3 s内沿负方向做速率为内沿负方向做速率为5 m/s的匀速直的匀速直线运动,故选项线运动,故选项B正确;乙在第正确;乙在第1 s内的位移内的位移x1v1t15 m,在第,在第2 s内的位移内的位移x20,在第,在第3 s内的位移
13、内的位移x3v3t35 m,所以物体乙在,所以物体乙在最初最初3 s内的位移内的位移xx1x2x30,故选项,故选项C错误;物体乙在最初错误;物体乙在最初3 s内的路程内的路程l|x1|x2|x3|10 m,故选项,故选项D正确正确答案答案 BD变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分打点打点频率频率相同相同1.1.打点方式不同打点方式不同电磁打点计时器:电磁打点计时器:利用振动的振针打点利用振动的振针打点电火花计时器:电火花计时器:利用火花放电打点利用火花放电打点2.2.电源电压不同电源电压不同电
14、磁打点计时器:电磁打点计时器:6V6V以下交流电以下交流电电火花计时器:电火花计时器:220V220V交流电交流电3.3.振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻碍振针打点时与纸带接触,会对纸带产生阻碍作用;而火花放电基本不会阻碍纸带的运动作用;而火花放电基本不会阻碍纸带的运动两种电磁打点计时器的共同点与不同点两种电磁打点计时器的共同点与不同点变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是( )vA接在直流电源上 B电源电压不稳vC电源频
15、率不稳 D打点针压得过紧v解析:A接在直流电源上不会打点。A错。vB打点与电压是否稳定无关,点痕重轻与电压有关。B错。vC频率不同打的点仍为圆点。故C错。vD打点针压得过紧。针和纸接触时间长,打出一些短线。D正确。v答案:D 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v3、打点计时器的作用v (1)测时间v (电源频率50Hz,每隔_秒打一个点)v (2)测位移v (3)研究纸带 研究物体运动变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统
16、接线组成中一个重要组成部分v1、操作步骤v (1)固定计时器v (2)穿纸带v (3)启动电源,拉纸带,随后立即关电源变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分纸带处理:纸带处理: 1.判断物体的运动规律判断物体的运动规律ABCD变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v纸带的处理 2.测平均速度v 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系
17、统接线组成中一个重要组成部分 2.计算变速直线运动中某段的平均速度计算变速直线运动中某段的平均速度0 A B C D EX1X2X3X4X5XXXXXTXtXXVAB12TXtXXVVDE45变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分t/Sx/m2-40-23-42-31-20-1区间区间表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度)/(1smv01234变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线
18、组成中一个重要组成部分 3.计算变速直线运动中某点的瞬时速度计算变速直线运动中某点的瞬时速度0 A B C D EBDBDCtXV变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v3.如何测出E点的瞬时速度?变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 如图是研究匀变速直线运动实验中
19、打点计时器打出如图是研究匀变速直线运动实验中打点计时器打出的纸带,每的纸带,每5 5个打点选一个计数点,各计数点对应个打点选一个计数点,各计数点对应在刻度尺上的示数已在图中示出,单位是在刻度尺上的示数已在图中示出,单位是cmcm,交流,交流电源电源50Hz50Hz。计数点间隔时间为。计数点间隔时间为T=T= ,Vc=Vc= ,0.10 s0.20 m/s变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分四四 、用图象表示速度、用图象表示速度 在表格中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速在表格中我们只能粗略得
20、知纸带在有些间断的点的速度度.要想形象的了解纸带的速度变化规律我们还要借助要想形象的了解纸带的速度变化规律我们还要借助于图象。于图象。t/sv/(ms-1)0t/sv/(ms-1)0变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分 v-t图象:图象: 1.能读出速度能读出速度V、时刻时刻 t 的对应关系的对应关系 2.观察出速度观察出速度V随时间随时间 t 的变化关系的变化关系 3.能判断物体的运动规律能判断物体的运动规律tOVtOV变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成
21、输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v1、图像特点:直观v2、常用作图法v (1)描点作图v (2)据函数关系式作图v3、作图步骤v (1)建系 (2)描点 (3)作图变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v1、图像特点:直观v2、常用作图法v (1)描点作图v (2)据函数关系式作图v3、作图步骤v (1)建系 (2)描点 (3)作图v4、速度时间图像(v-t graph)变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接
22、线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点(如图1.4-4所示)。其相邻点间的距离如图中所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。v(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,每个0.10s测一次速度,计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字) v(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。BvCvDvEv0.4000.4790.5600.6
23、400.721单位:m/s变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分t t30 0t tv v t t1v v1t t2v-t v-t 图象中速度的正负表示物体的运动方向图象中速度的正负表示物体的运动方向试分析物体的运动情况试分析物体的运动情况变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重
24、要组成部分0 0t tv v 一物体的一物体的 v-t v-t 图如下所示,则下列说法正确的是图如下所示,则下列说法正确的是A.物体做曲线运动物体做曲线运动 B.物体做直线运动物体做直线运动C.物体做往复运动物体做往复运动 D.物体一直向一个方向运动物体一直向一个方向运动变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分v1以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,用描点法在坐标系中描出物体在各个时刻的速度,再用平滑的曲线将各点连接起来,就得到一条能反映速度随时间变化关系的图线,叫速度时间图象v2速度时间图
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