人教版必修一 1.4实验：用打点计时器测速度 教案.docx

实验：用打点计时器测速度重/难点重点：1 会使用打点计时器。2能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。3会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息。难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力。 重/难点分析重点分析： 电磁打点计时器靠电磁带动探针振动通过复写纸打点。电火花计时器靠产学生电火花放电蒸发墨粉打点 。要注意使用方法和领悟注意事项。通过纸带用包含某点在内的一段时间内的平均速度粗略表示该点的瞬时速度。速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象。难点分析：为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。 以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同学时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。突破策略一、电磁打点计时器 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 v 6 v。当电源的频率是50 h 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，线圈产学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面不断变化，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局期一致，即为0.02s。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。二、电火花计时器使用时电源插头直接插在交流220v插座内，将裁成圆片(直径约38mm)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(20mm 700mm)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学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。电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产学生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50s，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同学时它的操作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 a)。三练习使用打点计时器问题1电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置?将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置将纸带从复写纸圆片下穿过。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?（1）可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置。（2）可能是复写纸该换新的了。（3）可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置。（4）可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止。（5）电压在4 v和6 v的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压。例1. 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学时刻的位置。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学时间内发学生的位移，从而了解物体的运动情况。请你用简短的语言描述下图所示每条纸带记录的物体的运动情况。解析：(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。四、用打点计时器测量瞬时速度思想方法，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试点，这种描述方法越准确。示例：如图，测量出包括e点在内的d，f两点间的位移 和时间t，算出纸带在这两点间的平均速度v= /t，用这个平均速度代表纸带经过e点时的瞬时速度。 /t可以大致表示e点的瞬时速度，d、f两点离e点越近，算出的平均速度越接近e点的瞬时速度。然而d，f两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。 五、用图象表示速度在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(vt图象)，简称速度图象。速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反映的规律应该与实际情况更接近。例2. 在 校举行的秋季运动会中，某同学 获得了高一级100m赛跑的第一名，他的成绩是1221s按照你的估计画出他在比赛过程中的vt图象。(思考提示：这位同学 赛跑时的速度从始至终都是不变的吗?如果有变化，你估计是怎样的变化?把这种变化用图线表示出来时，要考虑哪些描述运动的物理量?)解析：100m赛跑时这位同学 的速度不是从始至终保持不变的。起跑时从静止开始加速，速度迅速增大，然后以大致相等的速度完成后段路程。该运动员的速度图象要求具有的特征：(1)速度图线从零开始。(2)能反映开始的加速段和后来的匀速段，图线具有前段较陡，后段较平缓。(3)图线所圈的面积约为100 m，可通过数格的方法进行，大于半格的算一个，小于半格的不算。突破反思本次课通过 学生自己看打点计时器的说明书，培养 学生独立 学习的能力。引导