人教版高中物理必修1第一章 运动的描述4 实验：用打点计时器测速度 教案(2).doc

实验：用打点计时器测速度目标定位.了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.会用图象表示速度随时间变化的规律一、了解打点计时器作用及分类打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为 时，它每隔打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移，供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种电磁打点计时器()工作电压：以下的交流电源；()原理：接通交流电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，带动其上的振针上下振动这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点电火花计时器()工作电压：交流电源；()原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的静脉电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹两种计时器误差比较电火花计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小想一想：计时器打点时，计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种打点计时器做实验时，实验误差更小呢？答案因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运动带来的阻力很小，使系统误差更小二、用打点计时器测量平均速度根据可求出任意两点间的平均速度，其中是纸带上两点间的距离，是这两点间的时间间隔想一想：如果纸带上的点迹分布不均匀，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？答案较小三、用打点计时器测量瞬时速度纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移内的平均速度表示，即根据，当或较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度如图所示，点的瞬时速度可用、两点间的平均速度代表，即.图想一想：在上图中，用段和段求出的平均速度，哪一个更接近点的瞬时速度？答案因为当或较小时，求得的平均速度更接近某点的瞬时速度，所以段求出的平均速度更接近点的瞬时速度四、用图象表示速度速度时间图象(图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象，图象上的点反映某一时刻的瞬时速度想一想：利用图象处理实验数据的好处是什么？答案用图象法处理数据更直观、更具体、更方便五、实验器材：电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、交流电源(电磁打点计时器使用学生电源)、刻度尺、纸带、墨粉纸盘(复写纸)、导线、坐标纸一、实验步骤了解电火花计时器的结构，然后把它固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把纸带放到墨粉纸盘的下面把计时器接到 的交流电源上接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点如果共有个点，则用() 计算出纸带的运动时间.用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离，利用计算纸带在这段时间内的平均速度把测量和计算的结果填入表中二、数据处理利用打点计时器测量瞬时速度()取一条点迹清晰的纸带便于分析测量()从纸带上能看得清的某个点作为起始点，以后的点分别标上、，如图所示，测出各点到点的距离，算出、的距离、.图打点计时器打点的周期为.()、各点的瞬时速度分别为、.把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.图图象法表示速度()用横轴表示时间，纵轴表示速度，建立直角坐标系根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的图象()图象的意义图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，但它并不是物体运动的轨迹三、注意事项使用电火花打点计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面使用打点计时器时，应使物体停在靠近打点计时器的位置使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定之后，再拉动纸带；打点之后应立即关闭电源对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点之间的距离)区别计时点和计数点：计时点是打点计时器在纸带上打出来的点；计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点计数点一般不是从第一计时点开始的，而是选择点迹清晰、与相邻的计时点间距适中的点开始区别打点周期和计时周期：打点周期：两个相邻的计时点的时间间隔，即交流电源的周期，一般为 ；计数周期：两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻两个计数点之间还有()个计时点，则计数周期为 .例(桂林高一期中)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(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过(填“插孔”或“限位孔”)，并压在(填“白纸”或“复写纸”)下面用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离.切断电源，取下纸带，如果共有清晰的点，则这段纸带记录的时间.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解析打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；若打个点，则有()个时间间隔，故这段纸带记录的时间() ；实验步骤的排列一般要先安装器材然后进行实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是：.答案交流限位孔复写纸 例(海南文昌高一段考)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、共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 (本题计算结果均保留位有效数字)图() 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先再(选填“释放纸带”或“接通电源”)() 每两个计数点间还有个点没有标出() 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔 测一次速度，计算出打下、三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表()将、各个时刻的瞬时速度标在图直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线图解析() 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先接通电源，再释放纸带；() 每两个计数点间还有个点没有标出()m；m；m.()图线如下：答案()接通电源释放纸带()()()见解析例如图所示是某质点做直线运动的图象，试回答：图()、段质点分别做什么运动？()质点在 末的速度多大？解析()根据题中图象可知在段速度随时间不断增加，所以段表示质点做加速运动；在段速度不随时间而变化，所以段表示质点做匀速运动；在段速度随时间不断减少，所以段表示质点做减速运动()质点在 末的速度由题中图象可知是m.答案()段表示质点做加速运动；段表示质点做匀速运动；段表示质点做减速运动()m虽然在学习的过程中会遇到许多不顺心的事，但古人说得好吃一堑，长一智。多了一次失败，就多了一次教训；多了一次挫折，就多了一次经验。没有失败和挫折的人，是永远不会成功的。 快乐学习并不是说一味的笑，而是采用学生容易接受的快乐方式把知识灌输到学生的大脑里。因为快乐学习是没有什么大的压力的，人在没有压力的情况下会表现得更好。青春的执迷和坚持会撑起你的整个世界，愿你做自己生命中的船长，在属于你的海洋中一帆风顺，珍惜生命并感受生活的真谛！ 老师知道你的字可以写得更漂亮