實驗用打點計時器測速度學案

第一章運動的描述（人教版）§實驗：用打點計時器測速度（同步學案）一、學習目標1.了解兩種打點計時器的構造、原理和使用方法。2.經歷使用打點計時器的過程,能正確,熟練地使用打點計時器.3.會利用打上點的紙帶研究物體的運動情況，掌握一些處理數(shù)據(jù)的基本方法。二、重點難點1.重點：打點計時器的使用，由紙帶計算物體運動的瞬時速度，畫物體的速度—時間圖象。2.難點：對紙帶數(shù)據(jù)的處理，畫圖象的方法。三、學法指導本節(jié)實驗課通過自己看打點計時器的說明書,培養(yǎng)獨立學習的能力。通過實驗得出物體的運動信息,用數(shù)學的方法表述出來.培養(yǎng)獲取信息處理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法通過畫速度---時間圖象培養(yǎng)用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗數(shù)學工具在物理發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學生用數(shù)學方法處理物理問題的意識。首先把本節(jié)課的內容認真的看一遍。最后完成本學案。四、自主學習（一）認識打點計時器1．打點計時器是一種2．電磁打點計時器（1）結構：（2）工作電壓是，當電源是50Hz時，每隔打一個點。（3)工作原理:當接通電源時，在的作用下，便振動起來，帶動上下振動,這時如果紙帶運動，就通過在紙上留下一行小點．（4)電磁打點計時器使用方法:①固定:安裝好復寫紙并將打點計時器固定在桌子邊緣或鐵架臺上。②穿:將穿過限位孔與墨粉紙盤。③定:將打點計時器接入50Hz交流電源，電壓從4V開始，觀察振動情況，若振動片振幅較小再升高電壓至6V。④接:啟動電源，然后拖動紙帶（或釋放物體）打出點,觀察點跡是否.⑤關:打完點后，立即電源（5）注意事項：①工作電流為②工作電壓為以下③實驗前檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度④使用時應先，待打點計時器穩(wěn)定時再拉動紙帶或釋放物體⑤手拉動時，速度應適當一些，以防打的點跡太密集3．電火花打點計時器（1）結構：（2）工作電壓是，（3）工作原理：使用時，套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔．接通交流電源，按下開關時，計時器發(fā)出的脈沖電流經、到紙盤軸，產生放電．當電源是50Hz時，它每隔打一個點。（4）電火花計時器使用方法:①固定:安裝好并將打點計時器固定在邊緣或鐵架臺上。②穿:將紙帶穿過與③定:將打點計時器接入交流電源。④接:啟動電源，然后拖動（或釋放物體打出點并觀察點跡是否清晰.⑤關:打完點后，立即關閉電源對比兩種打點計時器比較電磁打點計時器電火花計時器所用電源打點方式時間間隔實驗誤差（二）練習使用打點計時器實驗目的：利用打出的紙帶研究物體的運動實驗器材：實驗步驟：(1)將電火花計時器固定在上，檢查是否已經正確地套在紙盤軸上。(2)把紙帶裝好(3)把電火花計時器的電源插頭插在的交流電源上。(4)按下，用手水平地拉動，紙帶上就打出一行小點，隨后立即電源．五、典型例題例1、關于打點計時器打出的紙帶，下列敘述中正確的是()A．點跡均勻，說明紙帶做勻速運動B．點跡變稀，說明紙帶做加速運動C．點跡變密，說明紙帶做加速運動D．相鄰兩點間的時間間隔相等解析打點計時器的振針打點的頻率一定(50Hz)，相鄰兩點間的時間間隔相等，如果紙帶勻速運動，點跡均勻；如果紙帶加速運動，點跡變?。蝗绻垘p速運動，點跡變密．答案ABD例2．圖1-4-1是一位同學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0．02s，紙帶旁邊是一支最小刻度為1mm的直尺，試計算拖著紙帶做直線運動的物體在AC這段時間內的平均速度和在B點的瞬時速度。解析：AC這段時間內的平均速度就等于A到C的位移跟所用的時間的比值。位移的大小從刻度尺上讀出：x=4.20cm，A到C共11個點，10個時間間隔，所以A到C所用的時間t=×10=，所以

根據(jù)公式計算B點的瞬時速度，為了盡量精確地反映物體在B點的運動快慢，我們盡量在靠近B點的地方取得數(shù)據(jù)，例如取靠近B點的左右兩個點子，左邊一個點子在刻度尺上的讀數(shù)是1.73cm，右邊一個點子在刻度尺上的讀數(shù)是2.61cm，那么Δx=－1.73cm=0.88cm，兩點間相隔的時間為Δt=×2=，所以

六、課堂練習1．運動物體拉動穿過打點計時器的紙帶，紙帶上打下一系列小點．打點計時器打下的點直接記錄了()A．物體運動的時間B、物體在不同時刻的位置C．物體在不同時刻的速度D．物體在不同時間內的位移2.如圖是一位同學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s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1mm的直尺，試計算拖著紙帶做直線運動的物體：(1)在AC這段時間內的平均速度；(2)在B點的瞬時速度．3.如圖所示為某物體的v－t圖象，試說明該物體的運動情況．4.在下列四個圖象中，表示勻速直線運動的是()5.根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以不利用公式計算就能直接得到的物理量是()A．時間間隔B．位移C．速率D．平均速度6.接通電源與釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運動，這兩項操作的時間順序是()A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶的同時接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以7.下列說法中正確的是()A．電磁打點計時器和電火花計時器的計時原理基本一樣B．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電壓一樣C．電磁打點計時器和電火花計時器外接的交流電頻率是一樣的D．電磁打點計時器和電火花計時器打點的時間間隔都是s8.打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，其相鄰點的時間間隔是T，若紙帶上共打出N個點，這紙帶上記錄的時間為t，則下列各式正確的是()A．T＝s，t＝NTB．T＝s，t＝(N－1)TC．T＝s，t＝(N－1)TD．T＝s，t＝NT9．練習使用電磁打點計時器的實驗步驟如下：A．把打點計時器固定在帶有定滑輪的長木板上，把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，讓連接小車的紙帶穿過限位孔，并壓在復寫紙下面B．把打點計時器接在10V以下的直流電源上C．拉動紙帶后，再接通電源D．取下紙帶，以紙帶上起始點為O，依次在每個點上標出1、2、3、…，用刻度尺分別量出兩點間的距離，比較是否相等，判斷是什么性質的運動試糾正以上步驟中錯誤之處．10.一同學利用打點計時器打出的紙帶分析小車的運動速度時，從幾條紙帶中選出了一條不很完整的紙帶，如圖所示．紙帶上有六個計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出，所用交流電的頻率為50Hz，相鄰計數(shù)點之間的距離已標在圖中，單位是厘米．(1)計算0～6點之間的平均速度；(2)打點計時器打第4個點時小車的瞬時速度接近多少？11.汽車沿平直公路行駛，小明坐在駕駛員旁邊注視速度計，并記下間隔相等的各時刻的速度值，如下表所示：t/s05101520253035404550v/(km·h－1)20304050505050352050根據(jù)小明的記錄內容，試完成下列問題：(1)從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時間內的特點：在0～15s內，汽車的速度在變化，時間每經過5s速度增大________km/h；在15～30s內汽車速度不變，速度大小為________km/h；在30～45s內汽車速度在變化，每5s速度減小______km/h.(2)請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出對應的v－t圖象．(3)如果認為在0～15s內速度變化是均勻的，你能在圖象中找出汽車在s時的速度值嗎？參考答案1．AB2.解析(1)根據(jù)平均速度的定義，AC這段時間內的平均速度就等于A到C的位移跟所用時間的比值．位移的大小可以從刻度尺上直接讀出：x＝4.00cm，A到C共10個點，9個時間間隔，所以A到C所用的時間t＝s×9＝s，所以AC這段時間內的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s；(2)根據(jù)公式vB＝eq\f(Δx,Δt)來計算B點的瞬時速度．為了盡量精確地反映物體在B點的運動快慢，我們盡量在靠近B點的地方取得數(shù)據(jù)，例如取靠近B點的左右兩個點，左邊點在刻度尺上的讀數(shù)是1.77cm，右邊點在刻度尺上的讀數(shù)是2.65cm，那么Δx＝2.65cm－1.77cm＝0.88cm，兩點間相隔的時間為Δt＝s×2＝s，所以B點的瞬時速度vB＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s.3.解析0～4s物體做加速運動，末速度為12m/s；4～6s物體做減速運動，末速度為0；6～7s物體做反向加速運動，末速度大小為4m/s；7～8s物體做反向減速運動，末速度為0.4.答案BC解析在v-t圖象中表示勻速直線運動的圖線是平行于t軸的一條直線；在x-t圖象中表示勻速直線運動的圖線是過原點的直線，故選項B、C項正確．5.答案AB解析因為打點計時器每隔s打一次點，根據(jù)紙帶上打點的個數(shù)可確定出時間間隔，故A正確；由刻度尺可直接測量出兩點間距離即位移大小，故B正確；速率和平均速度可通過上述A、B項，再進行計算方可求得，因此C、D項錯．6.答案A解析按照操作順序，必須先接通電源，讓計時器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶，所以只有A正確．7.答案ACD8.答案C9.答案A中應將計時器固定在沒有定滑輪的一端；B交流電源上，C先接通電源再拉動紙帶；D從能夠看清的點開始．10.答案(1)0.68m/s(2)0.83m/s解析(1)0到6點間的平均速度為：v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f＋＋＋＋＋,6××5))×10－2m/s＝0.676m/s≈0.68m/s(2)當打點計