2022必修一143实验练习打点计时器第三课时

第5页共5页彭阳县第一中学物理课时教学设计课题名称实验：用打点计时器测速度设计者李霞授课日期总课时数教材分析教材在速度平均速度的概念表述中，用位移代替了初中的路程，因而使速度概念变成矢量，并且首次用比值法来进行定义。同时平均速度是从整体角度反映物体运动快慢的物理量，有助于学生形成整体综合的解决问题的策略。瞬时速度是反映物体在某一时刻(或某一位移)运动快慢和方向的物理量。在引出瞬时速度概念时，利用极限的思想进行思维，是学生学习极限思想方法的很好途径，也是学生对瞬时速度能有一个很好的理解。本节课强调比值法定义物理量，对后面匀变速运动加速度的概念的学习做了很好的铺垫，建立好速度和速率的概念对后面匀变速直线运动、平抛、圆周运动以及对力学和电磁学都有很好的帮助。起到了承上启下的作用。教学目标分析知识与技能理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。过程与方法1．通过物体的运动信息，用数学方法表述出来．培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法．2．通过画速度一时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用．情感态度与价值观培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神教学重、难点重点：由纸带计算物体运动的瞬时速度。难点：对纸带数据的处理。教学准备多媒体课件教学方法讲练法二．教学过程环节教师活动学生活动备注引入测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的．我们现在只研究直线运动的速度的测量问题．今天,我们来学习测量速度的一种方法新课教学1.打点计时器是高中物理中重要的物理实验仪器，图4甲、乙所示是高中物理实验中常用的两种，请回答下面的问题：甲乙图4(1)甲图是打点计时器，电源采用的是．(2)乙图是打点计时器，电源采用的是．(3)在“练习使用打点计时器的实验中”，记录的纸带如图2所示，图中前几个点模糊不清，从A点开始每5个点取1个计数点，则小车通过D点时速度是m/s，小车运动的加速度是m/s2(打点计时器的电源频率是50Hz)．图5【解析】(1)甲图是电磁打点计时器，电源采用的是4～6V低压交流电源．(2)乙图是电火花计时器，电源采用的是220V交流电源．(3)在研究物体的运动性质时，在Δt很小时，通常用一段时间的平均速度代替其某点的瞬时速度，由题意知相邻两计数点的时间间隔为T＝0.1svD＝eq\f(\x\to(CE),2T)＝eq\f(52.43－23.71×10－2,2×0.1)m/s≈1.44m/svB＝eq\f(\x\to(AC),2T)＝eq\f(23.71－3.07×10－2,2×0.1)m/s≈1.03m/s由a＝eq\f(Δv,Δt)得a＝eq\f(vD－vB,2T)＝2.05m/s2.【答案】(1)电磁4～6V低压交流电源(2)电火花220V交流电源(3)1.442.053．如图所示的四条纸带是某同学练习使用打点计时器得到的纸带(纸带的左端先通过打点计时器)。从点痕的分布情况可以断定：纸带_A、C__是匀速通过打点计时器的，纸带_B__是越来越快的，纸带_D__是开始越来越快，后来又越来越慢。若所用电源的频率是50Hz，图中纸带D，从A点到B点，历时_0.04__s，位移为_0.27__m，这段时间内纸带运动的平均速度是_6.75__m/s，BC段的平均速度是_11__m/s，而AD段的平均速度是_7.88__m/s。eq\x(导学号99684140)解析：速度是单位时间内物体所通过的位移，纸带上每相邻两点间的时间间隔相等，因此物体匀速运动时，相邻两点间的距离相等，所以A、C纸带是匀速通过打点计时器的；B纸带相邻两点间距离越来越大，则速度越来越大，因此B纸带是越来越快的；D纸带相邻两点间的距离先变大后变小，说明速度先变大后变小，因此D纸带是开始越来越快，后来又越来越慢。所用电源的频率是50Hz，则相邻两点间的时间间隔为0.02s，从A点通过计时器到B点通过计时器有两段时间间隔，所以时间为0.04s，位移为0.27m，这段时间的平均速度为eq\x\to(v)＝eq\f(Δx,Δt)，代入数值得eq\x\to(v)＝6.75m/s。BC段的位移为22cm，即0.22m，所用时间为0.02s，代入上式得平均速度为11m/s，而AD段的位移为63cm，即0.63m，所用时间为0.08s，代入上式得平均速度为7.88m/s。4．在高架道路上，一般限速80km/h，为监控车辆是否超速，设置了一些“电子警察”系统，其工作原理如图所示：路面下相隔L埋设两个传感器线圈A和B，当有车辆经过线圈正上方时，传感器能向数据采集器发出一个电信号；若有一辆汽车(在本题中可看作质点)匀速经过该路段，两传感器先后向数据采集器发送信号，时间间隔为Δt，经微型计算机处理后得出该车的速度，若超速，则计算机将指令架设在路面上方的照相机C对汽车拍照，留下违章证据。根据以上信息，回答下列问题：eq\x(导学号99684141)(1)试写出微型计算机计算汽车速度v的表达式v＝eq\f(L,Δt)。(2)若L＝5m，Δt＝0.3s，则照相机将_不会__工作。(填“会”或“不会”)解析：(1)汽车在Δt时间内的位移为L，所以v＝eq\f(L,Δt)(2)将已知数据代入上式v＝eq\f(L,Δt)＝eq\f(5,0.3)m/s＝60km/h<80km/h所以照相机不会工作。5．在练习使用打点计时器的实验中，得到了一条如图5所示的纸带，其中0、1、2、3…是选用的计数点，每相邻两个计数点之间还有3个打出的点没有在纸带上标出．图中画出了将米尺靠在纸带上测量的情况，读出图中所测量点的读数分别是________、_____________、________和________；打第2个计数点时纸带的速度是________m/s.图5【解析】0、1、3、4点的读数分别是10．00cm、12.60cm、22.60cm、29.90cm.打第2个计数点时纸带的速度v2＝eq\f(x3－x1,2T)＝eq\f(22.60－12.60,2×4×0.02)cm/s＝62.5cm/s＝0.625m/s.【答案】10.00cm12.60cm22.60cm29.90cm0.625课堂小结物理思想和研究方法方面间接测量的思想