高中物理 用打點計時器測速度教案 新人教版必修1

1、備 課 日 期課堂類型實驗備課累計課 題1.4實驗：用打點計時器測速度實驗?zāi)康?、知道打點計時器的構(gòu)造和原理，學(xué)會使用打點計時器，能根據(jù)打出的紙帶計算打幾個點所用的時間，會計算紙帶的平均速度，能根據(jù)紙帶粗略測量紙帶的瞬時速度，認識v-t圖象，并能根據(jù)v-t圖象判斷物體的運動情況。2、通過速度測量過程的體驗，領(lǐng)悟兩個方法：一是用圖象處理物理數(shù)據(jù)的方法；二是極限法或說無限趨近法，加強一個認識，實驗是檢驗理論的標準。實驗器材電源（220V電源或?qū)W生電源），打點計時器，紙帶，刻度尺（最好是塑料透明的），導(dǎo)線本教案使用情況授課時間授課班級班級人數(shù)缺席人員作業(yè)反饋月 日第 節(jié)備 注月 日第 節(jié)備 注月 日

2、第 節(jié)備 注教 學(xué) 過 程具體教法實驗準備：1、仔細觀察電磁打點計時器和電火花計時器，對照課本，比較它們的異同。2、兩類打點計時器的打點時間間隔是多少？3、分析紙帶時，如何計算紙帶的平均速度。4、嚴格地說，瞬時速度我們引進測量出來的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某點的瞬時速度嗎？5、從器材上讀取的數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)是寶貴的實驗資料，要嚴肅對待，要整齊的記錄，妥善保存。實驗原理：1、電磁打點計時器。電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，工作電壓為46V。當(dāng)電源的頻率是50Hz時，它每隔0.02s打一個點。電磁打點計時器是應(yīng)用電磁原理制成的，圖1是它的工作原理圖。通電前，先在打點

3、計時器上裝上紙帶，并把復(fù)寫紙片壓在紙帶上。然后把線圈與50Hz、46V的交流電源接通。這時，振片被磁化，在磁力作用下振動起來。每0.02s振針壓打復(fù)寫紙一次，被運動物體拖著的紙帶上便記錄下一系列的點子，這些點相應(yīng)地表示運動物體在不同時刻的位置，相鄰兩點間的時間間隔是0計時器 0. 02s。我們對紙帶上這些點之間的距離進行測量就可以定量地研究物體的運動規(guī)律。 2、電火花計時器。電火花計時器是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時器，它的構(gòu)造如圖2所示。使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，并夾在兩條白紙之間。當(dāng)接通用220V交流電源，按下脈沖輸出開頭時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉

4、紙盤到接到負極的紙盤火花放電，于是在運動的紙帶1上打出一列點跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時，它也是每隔0.02 s打一次點。 這種計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小，實驗誤差小。 上面介紹的兩種計時器打點的時間間隔都是T=0.02s，因此，打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間。如果把紙帶跟運動物體連接在一起，紙帶上的點子就相應(yīng)地表示出運動物體在不同時刻的位置。研究紙帶上的點子之間的間隔，就可以了解運動物體在不同時間里民生的位移，從而了解物體運動的情況。實驗步驟：1把電火花計時器固定在桌子上，檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，墨粉紙盤是否在兩條紙帶之間。2把

5、計時器上的電源插頭在220V交流電源插座上。3按下脈沖輸出開頭，用手水平地拉動兩條紙帶，紙帶動上就打上一列車員小點。4取下紙帶，從能看得清規(guī)戒律的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點。如果共有n個點，點子的間隔數(shù)則為（n-1）個，用t=0.02（n-1）計算出紙帶的運動時間t。5用刻度尺測量一下，打下這些點，紙帶通過的距離s 有多長6利用公式計算紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度。把測量和計算的結(jié)果填入表一中。7選取一條點跡清晰便于分析的紙帶進行數(shù)據(jù)分析。8從能夠看清的某個點開始，每隔0.1s取一個點，在紙帶上用數(shù)字0，1，2 .5標出這些“測量點”，測量包括每個點的一段位移x,記錄在表二中

6、，同時記錄相對應(yīng)的時間，以測量該點的瞬時速度。9計算出各點附近的平均速度，把它當(dāng)作計時器打下這些點時的瞬時速度，填入表三中，點0作為計時的開始，即t=0。10以速度v為縱軸，以時間t為橫軸在坐標紙上建立直角坐標系，根據(jù)表二的數(shù)據(jù)在坐標軸上描點，將這些點用平滑的曲線連接起來。11通過曲線的走向大致看出手的速度變化規(guī)律，將你的實驗結(jié)果與其他同學(xué)交流一下，說出你的體會。12重復(fù)以上步驟再做一次。如果用電磁打點計時器，則實驗步驟的前3步相應(yīng)地應(yīng)當(dāng)是：把打點計時器固定在桌子上，讓紙帶穿過兩個限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面。把電磁打點計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線分別與6V的低壓交流電源的接線柱相連接。打開電源開關(guān)，

7、用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一列小點。表一：實驗次數(shù)點子數(shù)n點子間隔數(shù)n-1運動時間t/s位移s/m平均速度/m/s12表二：位置012345/m/s0.060.060.060.060.060.06v/（m/s）表三：位置012345t/s0v/（m/s）注意事項：1 要認清楚你使用了哪種類型的打點計時器，電磁打點計時器要使用10V以下的交流學(xué)生電源；而電火花計時器則直接使用220V的交變電流。2 開頭的點跡很密集，這是由于先接通電源后拉動紙帶和開始時的速度比較慢而造成的，數(shù)點時不能從開始處數(shù)，而要向后看，從能夠看清的某個點開始。3 如果數(shù)出了n個點，那么，他們的間隔數(shù)是（n-1）個。他們

8、所用的運動時間為（n-1）0.02s.4 打點計時器要固定好，在使用時打點計時器不允許松動。5 打點計時器打點結(jié)束時要立刻切斷電源。6 要保證手每一次“水平地拉動紙帶”。7 可以大致表示某包含點的瞬時速度，兩邊點離得越近算出的平均速度接近B點的瞬時速度，但過小的間距也會增大測量的誤差，應(yīng)根據(jù)課本中的例子仔細選取。8 測量點要每隔0.1s選一個，即每隔六個點取一個點，而測量點的、的選取上應(yīng)取前一個點，后兩個點之間。即：v=。9 建立坐標系要根據(jù)實際情況取合適的單位，以便曲線能分布于大部分的坐標系中。怎樣描繪實驗圖線處理實驗數(shù)據(jù)的常用方法之一是圖象法。運用圖象法處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點，例如，能比較直觀

9、地表達物理規(guī)律，能夠減小偶然誤差對結(jié)果的影響，能夠較方便地獲得某些未經(jīng)測量或無法直接測量的物理量數(shù)值。這里我們著重介紹一下怎樣描繪實驗圖線。1 描繪圖線時，一般以橫坐標代表自變量，以縱坐標代表因變量，在軸的末端箭頭旁邊注明代表的物理量及其單位。例如，要描繪做勻速直線運動物體珠速度圖象，即以時間為橫坐標，以瞬時速度為縱坐標，在縱軸和橫軸末端箭頭旁分別標注t/s012345v/（m/s）00.100.210.300.390.502 根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，選取適當(dāng)?shù)淖鴺溯S的標度（即每格所代表的量值），使橫軸與縱軸的全長（表示數(shù)據(jù)的最大值的長度）接近相等，圖線大約分布在以坐標原點為頂點，以橫坐標為一條邊角之間，并盡可能使最小分度與測量的準確程度相一致。例如，在繪制速度圖象的實驗數(shù)據(jù)中（見上表），最大數(shù)值為時刻，速度，我們在橫軸上取1格表示1s,在縱橫