高中物理 实验 用打点记时器测速度学案 新人教版必修1.doc

.4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，学会使用打点计时器.2.学会利用打出的纸带求物体运动的平均速度，理解用平均速度表示瞬时速度所采用的极限思想，会用这种方法计算瞬时速度.3.能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动情况.4.会用图象表示速度随时间变化的规律.自学指导1.打点计时器是记录物体运动什么信息的仪器？电磁打点计时器和电火花打点计时器的结构如何？它们的工作电源是什么？分别是多少伏？打点计时器每隔多少秒打一次点？2.打点计时器的使用方法是什么？3.完成p21的“思考与讨论”。4.如何用打点计时器粗略测量瞬时速度？5.如何描绘速度-时间图像？讲解1.手动打点计时：作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝笔，另一位同学牵动一条宽约1cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?答案：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.但是用手打点时的时间间隔不能严格相等，打点计时器就是一种打点时间间隔严格相等的仪器。2.打点计时器要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器.一、电磁打点计时器明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.二、电火花计时器明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.两种打点计时器比较：打点计时器的作用？答案：（1）测时间(电源频率50hz，每隔0.02秒打一个点)（2）测位移（3）研究纸带研究物体运动检测题：根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是a.时间b.位移c.速率d.平均速度答案：ab解析：因为打点计时器每隔0.02s打一次点，根据纸带上打点的个数可确定出时间间隔，故选项a正确.用刻度尺可直接测量出两点间的距离即位移，故选项b正确；速率和平均速度可通过上述a、b项，再进行计算方可求得，因此c、d选项错误.3.实验：用打点计时器测速度实验步骤1.把打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面.2.把电火花打点计时器的两个接线柱接到220v的交流电源上.3.接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点.（注意一定要先通电打点，再拉动纸带；打点完毕后及时切断电源，切忌长时间通电使用）4.取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点；算一算打下这些点纸带的运动时间t是多少；用直尺量出打下这些点纸带通过的距离x是多少；利用公式v=x/t算出纸带在这段时间内的平均速度.5.得出每段的平均速度，在要求不是很精确的情况下，此值就可以认为是该段上任一点的瞬时速度.6.在纸带上找出连续的6个点，分别标上记号a、b、c、d、e、f，如图所示，用直尺量出相邻的两个点间的距离x1、x2、x3、x4、x5.把x1、x2、x3、x4、x5填入下表.根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，并说明理由.a和b的距离x1/mb和c的距离x2/mc和d的距离x3/md和e的距离x4/me和f的距离x5/m怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？答案：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02s，用这个距离去除以所用的时间，即有v=x/t.检测题：使用电火花计时器来分析物体运动情况的实验中，有如下基本步骤：a.把电火花计时器固定在桌子上b.安好纸带c.松开纸带让物体带着纸带运动d.接通220v交流电源e.按下脉冲输出开关，进行打点这些步骤正确的排列顺序为_.答案：abdec检测题：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图所示每条纸带记录的物体的运动情况.答案：（a）、（b）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（b）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（d）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.怎样计算纸带上某个点的瞬时速度？平均速度v，当所取的时间极短时，即时间t趋向于零时，平均速度即为瞬时速度，这就是极限思想.思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确.如图，测量出包括e点在内的d、f两点间的位移x和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度=，用这个平均速度代表纸带经过e点时的瞬时速度.检测题：如图所示，打点计时器所用电源的频率为50hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：ac=14.0mm，ad=25.0mm.那么由此可以算出纸带在ac间的平均速度为_m/s，纸带在ad间的平均速度为_m/s；b点的瞬时速度更接近于_m/s.答案：0.35、0.42、0.35解析：ac间的平均速度为=m/s=0.35m/s，ad间的平均速度为=m/s=0.42m/s.对描述b点的瞬时速度来说，ac段所取的位移间隔更小，更能接近b点的真实速度，即b点速度更接近于0.35m/s.4.用图象表示速度时间图象在平面直角坐标系中，用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，根据测量的数据在坐标系中描点，然后用一条平滑的曲线把这些点连接起来，所得到的图象即为速度时间图象，简称v-t图象.通过分析图象可得出物体的运动情况.v-t图象反映的是物体的速度随时间的变化