2022-2023高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第三節(jié) 記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息學(xué)案 粵教版必修1

《2022-2023高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第三節(jié) 記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息學(xué)案 粵教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022-2023高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第三節(jié) 記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息學(xué)案 粵教版必修1（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022-2023高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 第三節(jié) 記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息學(xué)案 粵教版必修1 [學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.了解兩種計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會(huì)安裝和使用.2.理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)信息.3.理解利用紙帶判斷物體運(yùn)動(dòng)快慢的原理. 一、了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用及分類 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流(填“交流”或“直流”)電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶配合，可以記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及在一段時(shí)間內(nèi)的位移，供高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的計(jì)時(shí)器有電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩種. 2.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (1)工作電壓：6 V的交流

2、(填“交流”或“直流”)電源； (2)原理：接通電源后，振片便振動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)其上的振針上下振動(dòng).這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn). 3.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 (1)工作電壓：220 V交流電源； (2)原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出一行點(diǎn)跡. 4.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器誤差比較 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用中對(duì)紙帶的運(yùn)動(dòng)阻力極小，因而系統(tǒng)誤差較小. 二、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.實(shí)驗(yàn)步驟 (1)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上并穿好紙帶. (2)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到交流電源上(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接6 V低壓交流電，電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

3、接220 V交流電). (3)先接通電源開(kāi)關(guān)，再用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源. (4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為n－1個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt＝(n－1)×0.02 s. (5)用刻度尺測(cè)量出從開(kāi)始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離Δx. 2.注意事項(xiàng) (1) 打點(diǎn)前，應(yīng)使物體停在靠近(填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置. (2)打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶. (3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源. (4)對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段

4、的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)O之間的距離).讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位. 三、數(shù)字計(jì)時(shí)器 1.構(gòu)成：由數(shù)字計(jì)時(shí)器和光電門(mén)組成.其中光電門(mén)由發(fā)光裝置和光線接收裝置構(gòu)成，計(jì)時(shí)器有兩個(gè)輸入插口分別與兩個(gè)光電門(mén)相連，如圖1所示. 圖1 2.計(jì)時(shí)原理 (1)記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間.當(dāng)寬度一定的物體通過(guò)光電門(mén)時(shí)，光線被遮擋，數(shù)字計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，物體通過(guò)光電門(mén)，遮光結(jié)束，數(shù)字計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)，這樣就記錄下物體遮擋一個(gè)光電門(mén)光線的短暫時(shí)間. (2)記錄物體經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間.任一光電門(mén)第一次遮光時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，第二次遮光時(shí)停止計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)器顯示的是兩次

5、遮光之間的時(shí)間(物體先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間). 3.使用數(shù)字計(jì)時(shí)器應(yīng)該注意的問(wèn)題 (1)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整發(fā)光裝置和光線接收裝置的相對(duì)位置，因?yàn)槿绻邲](méi)有對(duì)準(zhǔn)，則不能計(jì)時(shí). (2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求正確選擇數(shù)字計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)功能. 一、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用 例1　(多選)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，若打點(diǎn)周期為0.02 s，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.先接通電源，后拉動(dòng)紙帶 B.先拉動(dòng)紙帶，后接通電源 C.電火花計(jì)時(shí)器使用6 V以下的交流電源 D.連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間為(n－1)×0.02 s 答案　AD 解析　使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定

6、后，再拉動(dòng)紙帶，A正確，B錯(cuò)誤；電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是220 V交流電，C錯(cuò)誤；每相鄰的兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間為0.02 s，連續(xù)n個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間有n－1個(gè)間隔數(shù)，故時(shí)間為(n－1)×0.02 s，D正確. 【考點(diǎn)】練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 【題點(diǎn)】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及使用方法 例2　如圖2所示是一位同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的兩條紙帶，他將兩條紙帶(甲、乙)上下并排放在一起進(jìn)行比較，在圖中A、B兩點(diǎn)之間，兩條紙帶(甲、乙)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比是(　　) 圖2 A.1∶1 B.2∶1 C.1∶2 D.無(wú)法比較 答案　B 解析　設(shè)紙帶上每打出兩個(gè)相鄰點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為T(mén)，所以紙帶甲、乙上A、B

7、兩點(diǎn)間時(shí)間之比為＝＝，選項(xiàng)B正確. 【考點(diǎn)】練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 【題點(diǎn)】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及使用方法 二、數(shù)字計(jì)時(shí)器的使用 例3　如圖3所示用數(shù)字計(jì)時(shí)器研究物體的直線運(yùn)動(dòng).1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門(mén)，讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門(mén)1、2各自連接的數(shù)字計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為5.00×10－2 s、2.00×10－2 s.滑塊從開(kāi)始遮住第一個(gè)光電門(mén)到開(kāi)始遮住第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt＝0.31 s，已知滑塊沿斜面方向的長(zhǎng)度為5.00 cm，測(cè)得光電門(mén)1和2之間的距離為0.54 m，求：(結(jié)果要求保留兩位有效數(shù)字) 圖3 (1)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1＝

8、 m/s，通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2＝ m/s. (2)滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為 m/s. 答案　(1)1.0　2.5　(2)1.7 解析　(1)滑塊通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度 v1＝＝1.0 m/s. 滑塊通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2＝＝2.5 m/s. (2)滑塊從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的這段時(shí)間內(nèi)的平均速度為：v＝＝≈1.7 m/s. 【考點(diǎn)】數(shù)字計(jì)時(shí)器的使用 【題點(diǎn)】數(shù)字計(jì)時(shí)器的理解和測(cè)物體運(yùn)動(dòng)的快慢 1.(紙帶計(jì)時(shí)原理)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50 Hz交流電，其相鄰點(diǎn)間的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，紙帶

9、上記錄的時(shí)間為t，則下列各式正確的是(　　) A.T＝0.1 s，t＝NT B.T＝0.05 s，t＝(N－1)T C.T＝0.02 s，t＝(N－1)T D.T＝0.02 s，t＝NT 答案　C 解析　T＝0.02 s，共打出N個(gè)點(diǎn)，則就有(N－1)個(gè)時(shí)間間隔，則t＝(N－1)T. 2.(對(duì)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的理解)一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率是50 Hz，如圖4所示，紙帶上的A點(diǎn)先通過(guò)計(jì)時(shí)器，A、B間歷時(shí) s，位移為 . 圖4 答案　0.04　2.80 cm 解析　當(dāng)f＝50 Hz時(shí)，T＝＝0.02 s，tAB＝2T＝0.04 s，sAB＝(1.2

10、0＋1.60) cm＝2.80 cm. 3.(對(duì)數(shù)字計(jì)時(shí)器的理解)關(guān)于數(shù)字計(jì)時(shí)器的說(shuō)法正確的是(　　) A.數(shù)字計(jì)時(shí)器只能記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間 B.數(shù)字計(jì)時(shí)器能記錄物體通過(guò)一個(gè)光電門(mén)的位移 C.數(shù)字計(jì)時(shí)器能記錄物體先后兩次經(jīng)過(guò)光電門(mén)之間的時(shí)間 D.數(shù)字計(jì)時(shí)器不能記錄物體先后兩次經(jīng)過(guò)光電門(mén)之間的時(shí)間 答案　C 解析　數(shù)字計(jì)時(shí)器既可以記錄物體遮擋一個(gè)光電門(mén)的短暫時(shí)間，也可以記錄物體經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)之間的時(shí)間，C正確. 4.(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，(1)下列操作中正確的是 (填選項(xiàng)序號(hào)) A.在釋放小車前，小車要靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

11、 B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)放在長(zhǎng)木板有滑輪的一端 C.先接通電源，后釋放小車 D.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用6 V交流電源 (2)如圖5所示為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在四條水平運(yùn)動(dòng)的紙帶上打出的點(diǎn)，其中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是 . 圖5 答案　(1)AC　(2)乙 5.(數(shù)字計(jì)時(shí)器的原理及數(shù)據(jù)處理)用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度.如圖6所示，滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了滑塊上的遮光板通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt1＝0.29 s，通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的時(shí)間為Δt2＝0.11 s，已知遮光板的寬度為3.0 cm，則滑塊通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的速度為 ，通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度為 .(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) 圖6 答案　0.10 m/s　0.27 m/s 解析　由于滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)遮光板的擋光時(shí)間較短， 所以滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的速度可用遮光板擋光時(shí)間內(nèi)的平均速度表示. 經(jīng)過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的速度v1＝＝ m/s≈0.10 m/s，經(jīng)過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度v2＝＝ m/s≈0.27 m/s.