人教版高中物理必修一1.4实验用打点计时器测速度学案

1、1.4实验：用打点计时器测速度（学生用）【课前预学】第1课时 设计实验方案1 .电磁打点计时器是一种使用 （交流？直流？）电源的 仪器，它的工作电压是 伏特。当电源频率是 50赫兹时，它每隔 s打一次点。如果每打 5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为 秒。2 .根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔 B .位移rc.加速度 .D .平均速度。3 .使用打点计时器时应注意（）A.无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套 在轴上的复写,纸片压在纸带的上面B.使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带C.使用打点计时器在拉

2、动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行D.使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上5.如图1 413所示是一条利用打点计时器打出的纸带，求A点的瞬时速度.< ;i ?i0c" LL【预学疑难】【课堂探究】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，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

3、的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与二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 .图14 ,1电磁打点计时器【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么 .?二、电火花计时器电火花计时器电火花计时器的外形如图1 4 2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.图 1 42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 mmx 7

4、00 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.【交流与讨论】问题：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会 更小？问题：打点计时器能记录哪些信息?三、注意事项：打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点一如遇到打出的是短横线，应调整一下

5、振 针距复写纸片的高度使之增大一点。使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间， 使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。典型例题例1 .电磁打点计时器的打点周期取决于（.）A.交流电压的高低B.交流电的频率C.永久磁铁的磁性强弱D.振针与复写纸间的距离例2.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔B .位移 C .加速度 D ,平均速度【当堂检测】1 .图为打

6、点计时器打出的一条纸带，从纸带上看，打点计时器出的毛病是（）A.打点计时器接在直流电源上B.电源电压不够大C.电源频率不够大D.振针压得过紧2 .在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图144所示，取O为起点位置，每隔5个间隔为一个计数点，实验使用的电源是50 Hz的低压交流电源，其中 OA0.60 cm , OB= 2.40 cm , OC= 9.60 cm ,则 B C距离是 cm,在 BC段的平均速度 v=m/ s.第2课时：学生分组实验并记录、分析数据，得出结论四.练习使用打点计时器交流与讨论问题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

7、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？问题4:处理纸带时，从能够看清的某 .个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？问题5:怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？五、用打点计时器测量瞬时速度示例：如图145,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v=4x/ At,用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.图 1 4 5 x/ At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 近正点的瞬时速度.然而D, F两点距离过小则测

8、量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点.六、用图象表小速度提问：刚才我们从表-2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况, 图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用 图象来表示物体运动的速度呢 ？请同学们先看课文并回答.典型例题例1.电磁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50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸.带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于 50.Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的.则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小 ？为什么？例2.如图14 6所

9、示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示.求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线.16- 1 -口 一1k4- 唯 0"i234fifi-图 1 一 4 一 6【当堂检测】1.关于计数点的下列说法中，哪些是正确的？（）A.用计数点进行测量计算，既方便，又可减小误差。B.相邻计数点间的时间间隔应是相等的。C.相邻计数点间的距离应当是相等的。D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来一相邻计数点间点痕的个数相等。2.本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有（）A.每隔四个点取一

10、个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 10秒。B.每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是Q 08秒。C.每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 08秒。D.每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 10秒。E.每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0. 08秒。3 .打点计时器振针打点的周期，决定于：（）A.交流电压的高低。B .交流电的频率。C.永久磁铁的磁性强弱。D .振针与复写纸的距离。1.4实验：用打点计时器测速度（学生用）班级：姓名：学号：课后提升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;

11、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。3 .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

12、均速度为 180m/s4 .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5 .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6 .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7 .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8 .点痕记录了物体在不同时

13、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8 .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。9 .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r的另一端分别接在低压电源的两个接线柱

14、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X。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t 。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VX/ t计算纸带运动的平均速度。实验步骤的合理顺序是 10 .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 二(3)打点针压得太紧，影响是 (4)电源电压不稳，影响是 (5)振针过长，影响是11 .美国著名短跑运动员卡尔 刘易斯曾以9.86s跑完100m在这次赛跑中，从起跑点算.起 每 10m所用时间分别是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s ,最 后20m用了 1.74s .从这组数据可以算出，他跑完 100m的平均速度是 m/s ,平均速度 最小的是第 个10m,平均速度最大的是第 个10nl12 .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