【学习目标】1.了解打点计时器的结构和原理。2.会利用打点计时器测算物体的速度和加速度。3.会利用频闪照相法求物体的速度和加速度。实验室中小车的运动是物理学中最简单的物体运动。我们如何测量小车各时刻的速度、加速度呢?可直接用直尺和秒表测量位移和时间，但误差较大，用什么方法可减小测量误差呢？一、打点计时器及应用直流？交流？尖端放电∆t＝？0求纸带在几段时间中的位移和平均速度在时间间隔很短时，平均速度可近似为瞬时速度,由a=∆v/∆t可计算出加速度的数值逐差法求加速度设物体做匀加速直线运动，加速度是a，在各个连续相等的时间T里的位移分别是s1、s2、s3……则有∆s=s2-s1=s3-s2=s4-s3=……=aT2由上式还可得到s4-s1=(s4-s3)+(s3-s2)+(s2-s1)=3aT2同理有s5-s2=s6-s3=……=3aT2可见，测出各段位移s1、s2……即可求出加速度a1=（s4-s1）/3T2a2=(s5-s2)/3T2……再算出a1、a2……的平均值，就是我们测定匀变速直线运动的加速度的逐差法。例1.在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，如图所示给出了从0点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中0、1、2、3、4、5、6都为计数点。测得x1=1.40cm，x2=1.90cm，x3=2.38cm，x4=2.88cm，x5=3.39cm，x6=3.38cm。那么（1）在计时器打出点1、2、3、4、5时，小车的速度分别为：v1=cm/s,v2=cm/s,v3=______cm/s,v4=cm/s,v5=cm/s。（2）在平面直角坐标系中作出v-t图像（3）分析小车运动速度随时间的变化规律答案：(1)16.5021.4026.3031.3536.30(2)在平面直角坐标系中作出v-t图象(3)v随t均匀增加【针对训练】在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间。计时器所用电源的频率为50Hz，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点分别到0点的距离如图所示（单位：cm）。由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的瞬时速度大小v4＝________m／s，小车的加速度大小a＝________m／s2。二、频闪照相法及其应用频闪照相与打点计时器记录的信息相比较，频闪照相是如何记录时间信息和位移信息的呢？频闪灯的闪光频率相当于打点计时器交流电的频率，而相同时间出现的影像相当于打点计时器打出的点，因此频闪照片记录了物体运动的时间和位移。利用频闪照片求物体的速度和加速度，与同纸带的处理方法相同。例2．小球做直线运动时的频闪照片如图所示，已知频闪周期T＝0.1s，小球相邻位置间距分别为OA＝6.51cm，AB＝5.59cm，BC＝4.70cm，CD＝3.80cm，DE＝2.89cm，EF＝2.00cm.小球在位置A时的速度大小vA＝________m/s.小球运动的加速度大小a＝________m/s2.【针对训练】做匀速直线运动的小车，牵引一条通过打点计时器的纸带，交流电源的频率是50Hz，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带．如图所示，每一小段纸带的一端与x轴相重合，两边与y轴平行，将纸带贴在坐标系中．答案：(1)相邻相等的时间内的位移差相等(2)如图所示(3)0.8m/s2【针对训练】在做“匀变速直线运动的实验探究”的实验时，所用电源频率为50Hz，取下一段纸带研究，如图所示，设0点为计数点的起点，每5个点取一个计数点，则第一个计数点与起始点间的距离x1＝______cm，计算此纸带的加速度大小a＝______m/s2.三、科学探究实验步骤：1.把打点计时器竖直固定在铁架台上，连接好电路。2.将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器。3.用手握住纸带，让重物静止并靠近打点计时器，先接通电源，然后放开纸带，让重物自由下落。4.更换纸带，重复2、3步。5.选择一条点迹清晰的纸带，标记上0、1、2、3、4、5，并用刻度尺测量出各段的距离，计入表格并求出加速度a。【课堂小结】1.打点计时器是一种使用交流电的计时仪器，电磁打点计时器工作电压为4～6V,电火花计时器工作电压为220V，它们的打点周期都是0.02s,同时还能记录物体运动的位移信息。2.在时间间隔很短的情况下，平均速度可近似为瞬时速度，进而可求出物体的加速度，判断物体是否做匀加速直线运动。3.频闪照片可记录物体的时间和位移信息，因此可仿照纸带的处理方法求出物体的加速度。