河南省安陽二中高一物理《13打點計時器測速度》學(xué)案

1、用打點計時器測速度 導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：1.了解兩種打點計時器的工作原理；會使用打點計時器；2.理解用打點計時器測量平均速度和瞬時速度的原理；3.理解速度-時間圖像的物理意義，會用速度-時間圖像描述物體的運動；【重點難點】1.用打點計時器測量平均速度和瞬時速度；2.速度-時間圖像的物理意義；【課堂導(dǎo)學(xué)】知識點1：兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)原理一.電磁式打點計時器1.結(jié)構(gòu)：電磁式打點計時器主要結(jié)構(gòu)有：底座、永久磁鐵、 、打點針等。2.原理：當(dāng)線圈中通有方向不斷變化的交流電流時，線圈產(chǎn)生的磁場會將震動片磁化，在永久磁鐵的磁場力作用下，震動片會上下震動，這樣打點針就會通過復(fù)寫紙在紙帶上打下一系列點。3.

2、打點的時間間隔（打點周期）：電磁式打點計時器每打兩個點間隔的時間與電源的頻率有關(guān)，當(dāng)使用50Hz的交流電源時，每隔 s打一個點；4.工作電壓： (交流、直流)46V。二.電火花式打點計時器1.結(jié)構(gòu)原理：電火花式打點計時器與電磁式打點計時器打點原理基本相同。當(dāng)接通交流電源時，放電針和紙盤軸之間會通過墨粉紙放電，就會在紙帶上留下點跡。2.工作電壓和打點周期：電火花式打點計時器使用交流 V電壓。打點周期也和交流電的頻率有關(guān)，當(dāng)交流電的頻率為50Hz時，也是每隔 s打一個點；知識點2：用打點計時器研究物體的運動1.原理：將紙帶與物體連在一起并穿過打點計時器限位孔，當(dāng)物體運動時，就會帶動紙帶一起運動，打

3、點計時器就會在紙帶上打下一系列點，這些點就記錄了在打點那一時刻物體的位置，相鄰兩點間的距離就表示在0.02s內(nèi)物體的 大??；通過研究點跡分布的情況，就可以得到物體的運動情況；思考：當(dāng)物體運動速度較快時，紙帶上點跡的分布較 （稀疏、密集），運動較慢時，點跡分布較 （稀疏、密集）；如果點跡分布不均勻，說明物體做 （勻速、變速）運動，分布均勻說明物體做 （勻速、變速）運動；例題1：如圖，是與小車連在一起的紙帶上的點跡分布情況，根據(jù)紙帶分析小車的運動情況：（1）若紙帶運動方向向右，小車做什么運動？（2）若紙帶運動方向向左，小車做什么運動？知識點3：用打點計時器測平均速度和瞬時速度一.測平均速度：1.原

4、理：當(dāng)紙帶跟運動物體連在一起時，打點計時器打在紙帶上的點就相應(yīng)地表示出物體在不同時刻的位置，線段上各點之間的間隔就表示出運動物體在不同時間內(nèi)的位移，根據(jù)平均速度的定義式v可以計算出各段時間內(nèi)的平均速度；例題2：如圖是一位同學(xué)利用電磁打點計時器打出的一條紙帶，相鄰點的時間間隔為0.02 s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1 mm的直尺，試計算拖著紙帶做直線運動的物體，求：在AB段和BC段內(nèi)的平均速度大??？練習(xí)1：打點計時器打下相鄰兩點的時間間隔是T，若紙帶上共打出N個點，測得第一個點和第N個點之間的距離為，則這段時間內(nèi)物體的平均速度為 ；二.測瞬時速度思考：用上述方法，我們可以測量一段時間內(nèi)的平均速度

5、，請同學(xué)們結(jié)合前面所講的“利用極限思想”計算瞬時速度的方法，如何根據(jù)紙帶計算打下B點時紙帶的瞬時速度vB？1原理：要計算某時刻t的瞬時速度，我們可以在紙帶上取一段包含該時刻t在內(nèi)的一段時間,測出內(nèi)物體的位移，當(dāng)很小時，我們就可以用粗略表示該時刻的瞬時速度。例題3：某同學(xué)在練習(xí)使用打點計時器時，得到了如圖所示的紙帶，從O點開始，每隔0.1 s取一個測量點測得OA3.20 cm，AB3.90 cm，BC5.86 cm，CD7.58 cm，DE9.72 cm.紙帶運動方向自左向右則（1）可判斷紙帶的運動是_（加速、減速）（2）AD段上的平均速度為_（3）B點和D點的瞬時速度分別為 ； ；練習(xí)2：如圖

6、所示為某次實驗時打出的紙帶，打點計時器每隔0.02s打一個點，圖中O為第一個點，A、B、C、D為每隔一個點選定的計數(shù)點。根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)，打A、D點時間內(nèi)紙帶的平均速度有多大？打B點時刻紙帶的瞬時速度有多大？15.50cm23.25cm32.50cm43.25cmAOBCD知識點4：用圖像表示速度例題4：如圖為一次實驗中得到的紙帶，在紙帶上按照打點的先后次序取了A、B、C、D、E、F、G幾個點，并測出了各點間的距離，相鄰兩點間的時間間隔為0.1s，若取打下A點時對應(yīng)的時刻為0時刻；根據(jù)以上數(shù)據(jù)，完成下表：2.85cm計數(shù)點序號ABCDEF計數(shù)點對應(yīng)的時刻t(s)通過計數(shù)點的速度v(cm/s)

7、通過表中數(shù)據(jù)，分析小車的速度隨時間如何變化？能否用圖像的方法直觀表示出小車速度的變化規(guī)律呢？1.速度時間圖像：定義：描述速度v與時間t關(guān)系的圖像。用橫軸表示 ，縱軸表示 ，建立 坐標(biāo)系。意義：非常直觀地反映了 的情況，它并不是物體運動的軌跡。（2）勻速直線運動的vt圖像v/(m/s)t/s02468510乙048t/sv/(m/s)va=4m/svb=8m/sab甲 勻速直線運動的vt圖像是與時間軸平行的直線，如圖甲所示，直線a、b分別表示va=4m/s，vb=8m/s。tOvab圖A 從勻速直線運動的vt圖像中不僅可以看出速度的 和 ，并且可以求出位移，根據(jù)位移公式 ，在vt圖像中就對應(yīng)著邊

8、長分別為 和 的一個矩形面積，如圖乙中 部分。（3）變速直線運動的vt圖像如圖A所示的vt圖像中，a表示物體做 運動；b表示物體做 運動。01234t/sBA510v/(m/s)5例5例題5：A、B兩物體做直線運動的vt圖像如圖所示，則A的運動速度大小為 m/s，B的運動速度大小為 m/s。A和B的速度方向 （選填“相同”或“相反”），A的速度 （選填“大于”“等于”或“小于”）B的速度，物體A在3s內(nèi)的位移大小是 ，物體B在4s內(nèi)的位移大小是 ；ABB05105123t/s練習(xí)3：如圖所示，是A、B兩質(zhì)點運動的速度時間圖像。下列說法中錯誤的是（ ）AA質(zhì)點是以10m/s的速度做勻速運動BB質(zhì)點是先以5m/s的速度與A同向運動1s，而后停了1s，最后以5m