实验用打点计时器测速度学案

第一章运动的描述（人教版）§实验：用打点计时器测速度（同步学案）一、学习目标1.了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。2.经历使用打点计时器的过程,能正确,熟练地使用打点计时器.3.会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，掌握一些处理数据的基本方法。二、重点难点1.重点：打点计时器的使用，由纸带计算物体运动的瞬时速度，画物体的速度—时间图象。2.难点：对纸带数据的处理，画图象的方法。三、学法指导本节实验课通过自己看打点计时器的说明书,培养独立学习的能力。通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养获取信息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法通过画速度---时间图象培养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，培养学生用数学方法处理物理问题的意识。首先把本节课的内容认真的看一遍。最后完成本学案。四、自主学习（一）认识打点计时器1．打点计时器是一种2．电磁打点计时器（1）结构：（2）工作电压是，当电源是50Hz时，每隔打一个点。（3)工作原理:当接通电源时，在的作用下，便振动起来，带动上下振动,这时如果纸带运动，就通过在纸上留下一行小点．（4)电磁打点计时器使用方法:①固定:安装好复写纸并将打点计时器固定在桌子边缘或铁架台上。②穿:将穿过限位孔与墨粉纸盘。③定:将打点计时器接入50Hz交流电源，电压从4V开始，观察振动情况，若振动片振幅较小再升高电压至6V。④接:启动电源，然后拖动纸带（或释放物体）打出点,观察点迹是否.⑤关:打完点后，立即电源（5）注意事项：①工作电流为②工作电压为以下③实验前检查打点的稳定性和清晰程度④使用时应先，待打点计时器稳定时再拉动纸带或释放物体⑤手拉动时，速度应适当一些，以防打的点迹太密集3．电火花打点计时器（1）结构：（2）工作电压是，（3）工作原理：使用时，套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔．接通交流电源，按下开关时，计时器发出的脉冲电流经、到纸盘轴，产生放电．当电源是50Hz时，它每隔打一个点。（4）电火花计时器使用方法:①固定:安装好并将打点计时器固定在边缘或铁架台上。②穿:将纸带穿过与③定:将打点计时器接入交流电源。④接:启动电源，然后拖动（或释放物体打出点并观察点迹是否清晰.⑤关:打完点后，立即关闭电源对比两种打点计时器比较电磁打点计时器电火花计时器所用电源打点方式时间间隔实验误差（二）练习使用打点计时器实验目的：利用打出的纸带研究物体的运动实验器材：实验步骤：(1)将电火花计时器固定在上，检查是否已经正确地套在纸盘轴上。(2)把纸带装好(3)把电火花计时器的电源插头插在的交流电源上。(4)按下，用手水平地拉动，纸带上就打出一行小点，随后立即电源．五、典型例题例1、关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是()A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动B．点迹变稀，说明纸带做加速运动C．点迹变密，说明纸带做加速运动D．相邻两点间的时间间隔相等解析打点计时器的振针打点的频率一定(50Hz)，相邻两点间的时间间隔相等，如果纸带匀速运动，点迹均匀；如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹变密．答案ABD例2．图1-4-1是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0．02s，纸带旁边是一支最小刻度为1mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体在AC这段时间内的平均速度和在B点的瞬时速度。解析：AC这段时间内的平均速度就等于A到C的位移跟所用的时间的比值。位移的大小从刻度尺上读出：x=4.20cm，A到C共11个点，10个时间间隔，所以A到C所用的时间t=×10=，所以

根据公式计算B点的瞬时速度，为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢，我们尽量在靠近B点的地方取得数据，例如取靠近B点的左右两个点子，左边一个点子在刻度尺上的读数是1.73cm，右边一个点子在刻度尺上的读数是2.61cm，那么Δx=－1.73cm=0.88cm，两点间相隔的时间为Δt=×2=，所以

六、课堂练习1．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2.如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为s，纸带旁边是一把最小刻度为1mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：(1)在AC这段时间内的平均速度；(2)在B点的瞬时速度．3.如图所示为某物体的v－t图象，试说明该物体的运动情况．4.在下列四个图象中，表示匀速直线运动的是()5.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．时间间隔B．位移C．速率D．平均速度6.接通电源与释放纸带让纸带(随物体)开始运动，这两项操作的时间顺序是()A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以7.下列说法中正确的是()A．电磁打点计时器和电火花计时器的计时原理基本一样B．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样C．电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的D．电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是s8.打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，其相邻点的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是()A．T＝s，t＝NTB．T＝s，t＝(N－1)TC．T＝s，t＝(N－1)TD．T＝s，t＝NT9．练习使用电磁打点计时器的实验步骤如下：A．把打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，把复写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面B．把打点计时器接在10V以下的直流电源上C．拉动纸带后，再接通电源D．取下纸带，以纸带上起始点为O，依次在每个点上标出1、2、3、…，用刻度尺分别量出两点间的距离，比较是否相等，判断是什么性质的运动试纠正以上步骤中错误之处．10.一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图所示．纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米．(1)计算0～6点之间的平均速度；(2)打点计时器打第4个点时小车的瞬时速度接近多少？11.汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示：t/s05101520253035404550v/(km·h－1)20304050505050352050根据小明的记录内容，试完成下列问题：(1)从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在0～15s内，汽车的速度在变化，时间每经过5s速度增大________km/h；在15～30s内汽车速度不变，速度大小为________km/h；在30～45s内汽车速度在变化，每5s速度减小______km/h.(2)请根据表格中的数据，画出对应的v－t图象．(3)如果认为在0～15s内速度变化是均匀的，你能在图象中找出汽车在s时的速度值吗？参考答案1．AB2.解析(1)根据平均速度的定义，AC这段时间内的平均速度就等于A到C的位移跟所用时间的比值．位移的大小可以从刻度尺上直接读出：x＝4.00cm，A到C共10个点，9个时间间隔，所以A到C所用的时间t＝s×9＝s，所以AC这段时间内的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s；(2)根据公式vB＝eq\f(Δx,Δt)来计算B点的瞬时速度．为了尽量精确地反映物体在B点的运动快慢，我们尽量在靠近B点的地方取得数据，例如取靠近B点的左右两个点，左边点在刻度尺上的读数是1.77cm，右边点在刻度尺上的读数是2.65cm，那么Δx＝2.65cm－1.77cm＝0.88cm，两点间相隔的时间为Δt＝s×2＝s，所以B点的瞬时速度vB＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s.3.解析0～4s物体做加速运动，末速度为12m/s；4～6s物体做减速运动，末速度为0；6～7s物体做反向加速运动，末速度大小为4m/s；7～8s物体做反向减速运动，末速度为0.4.答案BC解析在v-t图象中表示匀速直线运动的图线是平行于t轴的一条直线；在x-t图象中表示匀速直线运动的图线是过原点的直线，故选项B、C项正确．5.答案AB解析因为打点计时器每隔s打一次点，根据纸带上打点的个数可确定出时间间隔，故A正确；由刻度尺可直接测量出两点间距离即位移大小，故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项错．6.答案A解析按照操作顺序，必须先接通电源，让计时器工作稳定后再释放纸带，所以只有A正确．7.答案ACD8.答案C9.答案A中应将计时器固定在没有定滑轮的一端；B交流电源上，C先接通电源再拉动纸带；D从能够看清的点开始．10.答案(1)0.68m/s(2)0.83m/s解析(1)0到6点间的平均速度为：v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f＋＋＋＋＋,6××5))×10－2m/s＝0.676m/s≈0.68m/s(2)当打点计