黑龙江省佳木斯市第二中学高中物理 1.4 实验 用打点计时器测速度学案（无答案）新人教版必修1.doc

实验：用打点计时器测速度【学习目标】 1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移）.2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.3.明确速度时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度时间图象，能从图象中获取有用的信息.【知识梳理】 图141 电磁打点计时器 图142 电火花计时器电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图141所示.工作电压为4 v6 v.当电源的频率是50 hz时，它每隔0.02 s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.电火花计时器电火花计时器的外形如图142所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.使用时电源插头直接插在交流220 v插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本.来w w w .x k b 1.c o m【预习检测】问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？【我的疑惑】 实验：用打点计时器测速度 合作探究案【合作探究一】 打点计时器能记录哪些信息？结论：【合作探究二】某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出a、b、c、d、e、f、g共7个计数点。其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s。(1)试根据纸带上各个计数点间的距离，每个0.10s测一次速度，计算出打下b、c、d、e、f五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字) (2)将b、c、d、e、f各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。【基础训练】1.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( )a打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为50hz；b纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面；c要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源；d为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。2运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（ ）a物体运动的时间； b物体在不同时刻的位置；c物体在不同时刻的速度； d物体在不同时间内的位移。【能力提升】做一做，看看会多少1.用打点计时器可测纸带运动的时间和位移下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处a在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压 电源的两个接线柱上。b把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过 ，并压在 下面。c用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离。d切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间 。e打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。f利用公式计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是 2使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？（1）错接在直流电源上，影响是 （2）电源频率不稳，影响是 （3）打点针压得太紧，影响是 （4）电源电压不稳，影响是 3如图1所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的右端后通过打点计时器从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是 。若所用电源频率为50hz，从打下a点到打下d点，共13点，历时 s，位移为 m，这段时间内纸带运动的平均速度是 m/sbd段的平均速度是 m/s。4电火花打点计时器使用交流 v电源工作，它是利用 在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器工作电源频率是50hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60hz，仍按50hz的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 （填“偏大”或“偏小”）。 【课堂小结】写下你的收获 实验：用打点计时器测速度 复习巩固案1手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则（ ）a手运动的平均速度为0.03m/s b手运动的平均速度为1.5m/sc手运动的平均速度为1.8m/s d手运动的平均速度为180m/s2在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是a交流电源的电压不稳定 b交流电源的频率不稳定 c巳永久磁铁的磁性太弱 d振片的固有频率与交流电源的频率有偏差3根据打点计时器打好的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）a时刻 b时间 c位置 d位移 e平均速度4根据打点计时器打好的纸带，通过适当的计算可以得到的物理量是（ ）a时刻 b时间 c位置 d位移 e平均速度5打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点。a痕记录了物体运动的时间b点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移c点在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状d点在纸带上的分布情况，反映了物体的运动情况 6某同学用电磁打点计时器做实验时，在纸带上留下的不是圆点，而是一列短线，这可能是因为 ( )a打点计时器错接在直流电源上；b电源频率不稳定；c打点的振针压得过紧； d打点的振针压得过松。7某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图所示的纸带，纸带上的计数点用o、a、b、c、d、e表示根据图上数据，可判断小车做 运动，小车经过b点时的速度是_ _cm/s，小车经过d点时的速度是_cm/s(相邻计数点间的时间间隔为0.1s)abcdeo010203040cm8某次实验用打点计时器交流电的频率为50hz，纸带的记录