高中实验:用打点计时器测速度教案
高中用打点计时器测速度学案教案
高中用打点计时器测速度学案教案Revised by Petrel at 2021课时: 时间 :年月日主备人:徐保东审阅人: 李德宝阅读教材中的实验步骤提示并思考1、电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置?2、启动电源和拉动纸带的顺序可否颠倒为什么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?4、怎样根据纸带判断物体运动的快慢?5、纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的,怎样将纸带上的点变成相关的数据(计时点和计数点的区别)[课堂训练]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时间内发生的位移,从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图1·4—3所示每条纸带记录的物体的运动情况.三、用打点计时器测量瞬时速度根据平均速度和瞬时速度的的联系,思考怎样近似计算某时刻或某位置的瞬时速度?示例:如图1—4—4,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=△x/△t,用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.△x/△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.学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法,选择合适的计数点,测量包含这个点的一段时间内的位移△x,同时记录对应的时间△t,填人教材第23页中设计好的表1中.根据v=△x/△t算出刚填完的表1中各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,抄人教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.四、用图象表示速度请同学们先看课文并回答,怎样用图象来表示物体在不同时刻物体的瞬时速度呢提示: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(v—t图象),简称速度图象.为什么要用一条平滑的曲线来“拟合”这些点?如何画图?。
《实验:用打点计时器测速度》教案设计
教案设计:《实验:用打点计时器测速度》一、教学目标1. 让学生了解打点计时器的工作原理及使用方法。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生掌握速度的计算方法,培养学生的实验操作能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 打点计时器的工作原理及使用方法。
2. 速度的计算公式:v = x/t。
3. 实验操作步骤及注意事项。
三、教学重点与难点1. 重点:打点计时器的工作原理,速度的计算方法。
2. 难点:打点计时器的使用,实验数据的处理。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解打点计时器的工作原理和速度计算公式。
2. 采用实验法进行速度测量实验,培养学生的实践操作能力。
五、教学过程1. 导入:回顾上次课的内容,引出本次课的主题《实验:用打点计时器测速度》。
2. 讲解:讲解打点计时器的工作原理和速度计算公式。
3. 实验操作:学生分组进行实验,教师巡回指导。
4. 数据处理:学生根据实验数据计算速度,教师检查并给予指导。
7. 作业布置:布置相关练习题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对打点计时器工作原理的理解程度。
2. 评价学生对速度计算公式的掌握情况。
3. 评价学生的实验操作技能和数据处理能力。
4. 评价学生在实验过程中的团队协作和交流能力。
七、教学资源1. 打点计时器及其配件。
2. 实验桌椅和实验器材。
3. 实验指导书和教材。
4. 电子秤和尺子。
八、教学步骤1. 检查打点计时器是否正常工作。
2. 学生分组,每组一台打点计时器。
3. 引导学生按照实验步骤进行操作,记录数据。
4. 指导学生正确处理实验数据,计算速度。
5. 组织学生进行交流讨论,分析实验结果。
九、教学反思2. 教师要关注学生在实验过程中的表现,发现并解决问题。
3. 教师要关注学生的学习效果,及时调整教学方法和策略。
十、课后作业a. 打点计时器的工作原理是什么?b. 如何正确使用打点计时器?c. 速度的计算公式是什么?d. 实验过程中遇到了哪些问题?如何解决?e. 从实验中你学到了哪些知识?十、教学计划1. 课时安排:本节课计划用2课时完成。
1.4 实验:用打点计时器测速度
1.4实验:用打点计时器测速度班级:组别:姓名:【学习目标】1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移).2.会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.3.明确速度一时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度一时间图象,【学习重点】1.学会使用打点计时器.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.【学习难点】处理纸带的方法,用描点法画图象的能力.【自主学习】一、电磁打点计时器观察打点计时器并阅读教材,了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法.1、电磁打点计时器的电源应是________电源,通常的工作电压为________伏,当电源的频率为50Hz时,每隔________秒打一次点,【思考与交流】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、电火花计时器观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.1、电火花计时器通常的工作电压为________伏,当电源的频率为50Hz时,振针每隔 s打一次点三.练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示.学生动手练习使用打点计时器四、用打点计时器测量瞬时速度实例:如图,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=△x/△t,用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度.△x/△t可以大致表示正点的瞬时速度,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两点距离过小则测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点.学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法,选择合适的计数点,测量包含这根据v=△x/△t算出刚填完的表1中各点附近的平均速度,把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度,填下表.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速五、用图象表示速度问题: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.学生具体操作描点.学生用打点计时器测得数据作出图象一一速度时间图象,可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律.更形象直观地显示自己手拉纸带的运动速度变化情况.【合作探究】百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化,你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是10.57s,按照你的估计画出他在这段时间的v—t图象的草图.如果是没有受过训练的同学跑百米,他的v—t图象的形状可能有什么不同?【反思小结】速度时间图的应用:1、根据v-t图像确定物体的运动状态:a、图线是平行于t轴的直线表示物体进行匀速直线运动b、图线是倾斜的直线表示物体在进行匀变速直线运动c、图线是一般的曲线表示物体进行一般的变速运动2、确定任意时刻的速度。
实验用打点计时器测速度(教案)
§1.4实验:用打点计时器测速度一、三维目标知识与技能1. 理解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移)2. 会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度3. 明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的速度---时间图象1. 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水平2. 通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信息处理信息的水平,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3. 通过画速度---时间图象培养学生用图象法处理数据的水平,体验数学工具在物理发展中的作用4. 体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑5. 经历科学探究过程理解科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动情感态度价值观1. 感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于实际生活的意识2. 经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥秘3. 体验用图象方法描绘物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识4. 培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯二、教学重点1. 学会使用打点计时器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---时间图象,并从中获取物理信息三、教学难点处理纸带的方法,用描点法画图象的水平教具准备课件投影仪幻灯片课时安排2课时第1课时四、教学设计[新课导入](5分钟)测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在持续变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在持续变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?课堂活动请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器.思考1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?2. 在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响? 学生讨论:总结:彩笔打出的点能够记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪? 生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就能够解决了.新课教学(25分钟)师:我们今天要介绍的打点计时器就是能够精确记录时间间隔和位移的仪器.一电磁打点计时器1.振片 2。
实验:用打点计时器测速度-优质教案
1.4 实验:用打点计时器测速度一、知识与技能1.了解实验室要求、应注意的安全事项、进行物理实验的意义。
2.学会使用打点计时器在纸带上记录时间和位移,并能描述不同时间段对应的位移。
3.能画出v-t图象,知道v-t图象表示的物理含义。
二、过程与方法1.观察分析打点计时器的结构,了解其原理。
2.通过实验操作培养学生的动手能力、分析解决问题的能力。
3.通过画v-t图象,培养学生处理实验数据的能力。
三、情感、态度与价值观1.通过物理实验,使学生感到物理与生活密切相关,并且非常有用、有趣。
2.引导学生注意观察生活,并在生活中关注物理现象、体会体验物理规律。
教学重点打点计时器的使用与纸带的处理方法和技巧。
教学难点获取信息并处理分析数据。
教学过程一、导入新课1.同桌之间,一位同学手拿一支彩色画笔,另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带,使纸带在笔下沿着直线缓慢向前移动。
按照一定的时间间隔点击纸带(比如每秒1次,或每秒2次),比比看,看谁牵动纸带的速度变化最小。
想一想,相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀,对相邻两点所表示的时间有没有影响?2.两位同学竞走比赛,为了比较他们的运动情况,现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走,然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况。
板书:实验用打点计时器测物体的速度。
二、进行新课教师点评导入:物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体运动的信息。
直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的,我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况。
在实验中,我们可以使用秒表和尺子,直接测量物体运动的时间和位移,但当物体运动速度太快时,采用这种方法的测量误差较大。
打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器,我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢。
用打点计时器测速度教案
用打点计时器测速度教案教案:用打点计时器测速度教学目标:1.了解什么是速度,能够描述速度的概念和计算方法。
2.掌握使用打点计时器测量速度的实验方法。
3.学会使用实验数据计算速度。
教学准备:1.手持打点计时器2.直线轨道3.小车/小球4.计时器5.长尺子/测量仪器6.纸和笔教学过程:Step 1:引入活动(约5分钟)教师可以开始此教案前,先引入活动。
可以提问学生们,什么是速度?他们在生活中如何描述速度?让学生们简单描述几个速度场景,如跑步、自行车骑行、汽车行驶等。
引导学生们思考速度与时间和距离之间的关系。
Step 2:引入打点计时器(约5分钟)将手持打点计时器展示给学生们。
解释打点计时器的原理和使用方法。
(示范操作)使用打点计时器,可以帮助我们轻松、准确地测量速度。
Step 3:实验准备(约10分钟)1.学生分成小组,每个小组分配一条直线轨道、小车/小球,并放置在桌面上。
2.学生使用尺子或测量仪器测量轨道的长度,并记录下来。
确保每个小组轨道长度一致。
3.学生在轨道上标出起点和终点,并记录下起点和终点的位置。
4.学生使用打点计时器和计时器准备进行实验。
Step 4:实验步骤(约30分钟)1.学生将小车/小球放在轨道起点。
2.一个学生使用打点计时器,一个学生使用计时器。
3.学生A按下打点计时器的按钮,学生B同时开始计时。
4.学生A轻推小车/小球,让它沿轨道滑行到终点。
5.学生B在小车/小球到达终点时停止计时。
6.学生A在小车/小球到达终点时停止打点计时器。
7.学生A和学生B记录下给出的数据。
Step 5:计算速度(约15分钟)1.学生计算小车/小球的速度。
速度(v)=距离/时间。
2.学生根据实验数据计算速度,并填写到记录表中。
Step 6:数据分析(约15分钟)1.学生将各小组的实验数据进行总结,并填写到数据表中。
2.学生使用数据进行分析,讨论速度的变化情况。
可能存在的因素包括小车/小球的质量、起始位置、施加的力等。
高中实验:用打点计时器测速度教学设计教案
第一章第四节实验:用打点计时器测速度姓名班级实验时间实验目标:一、知道打点计时器的构造和原理,学会利用打点计时器,能按照打出的纸带计算打几个点所用的时间,会计算纸带的平均速度,能按照纸带粗略测量纸带的瞬时速度,熟悉v-t 图象,并能按照v-t图象判断物体的运动情况。
二、通过速度测量进程的体验,领悟两个方式:一是用图象处置物理数据的方式;二是极限法或说无穷趋近法,增强一个熟悉,实验是查验理论的标准。
实验器材:电源(220V电源或学生电源),打点计时器,纸带,刻度尺(最好是塑料透明的),导线实验准备:一、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器,对照讲义,比较它们的异同。
二、两类打点计时器的打点时间距离是多少?3、分析纸带时,如何计算纸带的平均速度。
4、瞬时速度是咱们引进测量出来的,你知道用什么方式求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗?五、从器材上读取的数据是原始数据,原始数据是宝贵的实验资料,要严肃对待,要整齐的记录,妥帖保留。
实验原理:一、电磁打点计时器。
讲义P21 二、电火花计时器。
讲义P21电火花计时器与电磁打点计时器的比较:按照讲义P22“练习利用打点计时器”进行实验(重复两次)1.利用实验纸带填写表一。
表一:2.利用实验纸带一,每隔取一个点,在纸带上别离标出A、B、C、D、E、F等点,测量出相邻点间的位移△x,记录在表二中,同时记录相对应的时间,以测量该点的平均速度。
表二:3.利用纸带二,用0、A 、B 、C 、D 、E 在纸带上标出持续几个点。
计算出与各点相邻两点间的平均速度,把它看成计时器打下这个点时的瞬时速度,填入表三中,点0作为计时的开始,即t=0。
表三:4.在座标纸上成立以速度v 为纵轴,以时间t 为横轴的直角坐标系,按照表三的数据注意事项:1. 要认清楚你利用了哪一种类型的打点计时器,电磁打点计时器要利用10V 以下的交流学生电源;而电火花计时器则直接利用220V 的交变电流。
2. 开头的点迹很密集,这是由于先接通电源后拉动纸带和开始时的速度比较慢而造成的,数点时不能从开始处数,而要向后看,从能够看清的某个点开始。
必修教材1第一章第4课时教案:实验“用打点计时器测速度”
第四课时 用打点计时器测速度
§1-4 实验:用打点计时器测速度
教学内容:实验:用打点计时器测速度
教学目标:1、了解打点计时器的结构和工作原理;
2、学会用打点计时器测物体的速度,练习使用纸带;
教学方法:实验法
教学难点:打点计时器的结构
教学过程:
引入: 过去使用的计时的仪器有:秒表、钟、烧香等。
如何在运动物体上留下时间记号呢?引入打点计时器
一、电磁打点计时器
1、结 构:
线圈,永久磁铁,振片,振针,限位孔等。
2、作用:通过打点来记录时间。
注意:如何记录时间的?
3、工作原理:
4、注意事项:
二、电火花打点计时器
1、工作原理:
2、注意事项:
三、实验
1、实验目的:练习使用打点计
时器,利用打上点的纸带研究物体的
运动情况
2、实验原理:v 平=t
x ∆∆,求纸带的平均速度。
3、实验器材:电火花打点计时器或电磁打点计时器,纸带,刻度尺,导线,电源
4、实验步骤:
5、注意事项: 四、纸带处理
1、纸带及纸带上的点
2、求平均速度
S 1 S 2 S 3。
打点计时器使用教案
打点计时器使用教案一、教学目标1. 让学生了解打点计时器的工作原理和基本构造。
2. 培养学生正确使用打点计时器进行实验操作的能力。
3. 通过实验,使学生掌握利用打点计时器测量物体运动速度的方法。
二、教学内容1. 打点计时器的工作原理2. 打点计时器的构造及功能3. 打点计时器的使用方法4. 利用打点计时器测量物体运动速度5. 实验数据的处理与分析三、教学重点与难点1. 重点:打点计时器的工作原理、构造及使用方法。
2. 难点:利用打点计时器测量物体运动速度,实验数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解打点计时器的工作原理、构造及使用方法。
2. 利用演示法展示打点计时器的实际操作过程。
3. 采用实验法让学生亲自动手操作,培养实验技能。
五、教学过程1. 导入:讲解打点计时器在物理学实验中的应用,激发学生兴趣。
2. 讲解打点计时器的工作原理、构造及使用方法。
3. 演示打点计时器的实际操作过程,让学生初步了解其工作原理。
4. 分组实验:让学生亲自动手操作打点计时器,进行物体运动速度的测量。
5. 数据处理与分析:引导学生运用实验数据,计算物体运动速度,分析实验结果。
7. 作业布置:布置有关打点计时器的练习题,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对打点计时器工作原理、构造及使用方法的掌握程度。
2. 评价学生运用打点计时器进行实验操作的技能。
3. 评价学生对实验数据处理与分析的能力。
七、教学拓展1. 介绍打点计时器在其他领域的应用。
2. 引导学生思考如何改进打点计时器,提高其性能。
3. 鼓励学生进行打点计时器相关的创新实验。
八、教学资源1. 打点计时器设备。
2. 实验所需的物体。
3. 实验数据处理软件。
4. 相关教学课件、教案、实验报告模板等。
九、教学反思1. 反思教学过程中学生的参与程度,是否充分发挥了学生的主动性。
2. 反思教学内容是否适合学生的认知水平,是否需要调整。
3. 反思教学方法是否有效,是否需要尝试其他教学方法。
高一物理人教版必修一 1.4实验:用打点计时器测速度教案
实验:用打点计时器测速度重/难点重点:1.学会使用打点计时器。
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 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(20mmX700mm)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。
【创新设计】2014-2015学年高一物理人教版必修一教案:1.4 实验:用打点计时器测速度 Word版含解析
1.4实验:用打点计时器测速度[目标定位] 1.了解两种计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用.2.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律.一、了解打点计时器1.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50 Hz时,它每隔0.02_s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.2.电磁打点计时器(1)工作电压:6_V以下的交流电源;(2)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.3.电火花计时器(1)工作电压:220_V交流电源;(2)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.4.两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v=ΔxΔt可求出任意两点间的平均速度,其中Δx是纸带上两点间的距离,Δt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Δx内的平均速度表示,即根据v=ΔxΔt,当Δt或Δx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141所示,E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表,即v E=Δx Δt .图141想一想:在上图中,用DF 段和DG 段求出的平均速度,哪一个更接近E 点的瞬时速度?答案 因为当Δt 或Δx 较小时,求得的平均速度更接近某点的瞬时速度,所以DF 段求出的平均速度更接近E 点的瞬时速度.四、用图象表示速度速度时间图象(v t 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)、220 V 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1.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.2.把计时器接到220 V 的交流电源上.3.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.4.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n 个点,则用Δt =0.02×(n -1) s 计算出纸带的运动时间Δt .5.用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δx ,利用v =Δx Δt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1.利用打点计时器测量瞬时速度(1)取一条点迹清晰的纸带便于分析测量.(2)从纸带上能看得清的某个点作为起始点O,以后的点分别标上A、B、C、D、…,如图142所示,测出各点到O点的距离,算出OA、AB、BC、……的距离x1、x2、x3、…….图142打点计时器打点的周期为T.(3)A、B、C、D、……各点的瞬时速度分别为v A=x1+x2 2T、v B=x2+x32T、v C=x3+x42T、v D=x4+x52T、…….把数据填入下表,根据数据判断纸带是否做匀速运动.图1432.图象法表示速度(1)用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,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143所示的v t图象.(2)v t图象的意义v t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1.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.2.使用打点计时器时,应使物体停在靠近打点计时器的位置.3.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.4.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O之间的距离).5.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.6.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0.02 s;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(n-1)个计时点,则计数周期为T=0.02n s.例1(2013~2014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.A.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.B.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.C.用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.D.切断电源,取下纸带,如果共有6清晰的点,则这段纸带记录的时间Δt=________.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v=ΔxΔt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6个点,则有(6-1)个时间间隔,故这段纸带记录的时间Δt=0.02×(6-1)s=0.1 s;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:BAEDCF.答案交流限位孔复写纸0.1 s BAEDCF例2(2013~2014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A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点.其相邻点间的距离如图144所示,每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s .(本题计算结果均保留3位有效数字)图144(1) 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”).(2) 每两个计数点间还有________个点没有标出.(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10 s 测一次速度,计算出打下B 、C 、D 三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表.(4)将B 、C 、D 、E 、F 各个时刻的瞬时速度标在图145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145解析 (1) 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;(2) 每两个计数点间还有n =Δt ΔT-1=0.10.02-1=4个点没有标出. (3)v B =(3.62+4.38)×10-22×0.1m/s =0.400 m/s ; v C =(5.20+4.38)×10-22×0.1m/s =0.479 m/s ; v D =(5.20+5.99)×10-22×0.1m/s =0.599 m/s. (4)图线如下:答案(1)接通电源释放纸带(2)4(3)0.4000.4790.559(4)见解析例3如图146所示是某质点做直线运动的v t图象,试回答:(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动?(2)质点在5 s末的速度多大?解析(1)根据题中v t图象可知在AB段速度随时间不断增加,所以AB段表示质点做加速运动;在BC段速度不随时间而变化,所以BC段表示质点做匀速运动;在CD段速度随时间不断减少,所以CD段表示质点做减速运动.(2)质点在5 s末的速度由题中v t图象可知是15 m/s.答案(1)AB段表示质点做加速运动;BC段表示质点做匀速运动;CD段表示质点做减速运动.(2)15 m/s。
《实验用打点计时器测速度》教案设计
《实验用打点计时器测速度》教案设计教案设计:实验使用打点计时器测速度授课目标:1.了解速度的定义和计算公式。
2.学习使用打点计时器进行速度测量。
3.发展科学实验观察及数据处理能力。
教学方法:实验探究法、示范讲解法教学准备:1.打点计时器2.平滑表面的桌子或地面3.测量距离的标尺或测量带4.物体(例如小车、滑块等)教学步骤:步骤一:引入1.引入实验主题,简要解释什么是速度,并讨论为什么速度是重要的物理量。
2.引出实验问题:“我们如何测量物体的速度?”步骤二:实验规划1.介绍实验材料和设置。
2.解释实验步骤:a.将打点计时器固定在桌子上,使其靠近边缘。
b.将物体放在打点计时器前方,确保物体中心与打点计时器的传感器对齐。
c.做好准备后,轻轻推动物体使其通过打点计时器。
d.记录物体通过打点计时器所用的时间。
步骤三:实施实验1.课堂示范:老师在示范台上设置实验装置并展示操作过程。
2.学生实践:学生分组进行实验操作,每组至少重复三次实验。
步骤四:数据处理1.学生讨论并整理每组实验结果的数据记录。
2.将每次实验的时间数据求平均值,得到物体通过打点计时器所用的平均时间。
步骤五:计算速度1.引导学生思考如何使用数据计算速度。
2.解释速度计算公式(速度=距离/时间)。
3.学生计算各组物体的速度,并进行数据汇总和比较。
步骤六:实验分析1.学生讨论实验结果,分析不同物体的速度差异,并找出可能的影响因素。
步骤七:归纳总结1.回顾实验目标,与学生一起总结并归纳关于速度测量的要点。
2.提醒学生速度可以是正数或者负数,取决于物体运动的方向。
步骤八:延伸拓展1.鼓励学生思考其他可能的实验方法,如何提高测量精度。
2.探讨物体速度与其运动状态(匀速或变速)之间的关系。
步骤九:实验报告1.要求学生撰写实验报告,包括实验目的、步骤、数据处理、结果讨论等内容。
2.强调报告的格式和要求。
教学评估:1.学生的实验操作是否规范准确。
2.学生对速度测量的理解和计算是否正确。
用打点计时器测速度实验教案
用打点计时器测速度实验教案教案标题:用打点计时器测速度实验教案目标:1. 理解速度的概念,并能够正确计算速度;2. 学会使用打点计时器进行测速实验;3. 培养学生观察、记录和分析实验数据的能力;4. 提高学生的实验设计和实验报告写作能力。
教学资源:1. 打点计时器;2. 直线轨道;3. 小车;4. 计时器;5. 测量尺。
教学准备:1. 准备直线轨道,确保其平整且无明显摩擦;2. 确保打点计时器和小车的正常运行;3. 准备足够的计时器和测量尺供学生使用。
教学过程:引入:1. 引导学生回顾速度的概念,即单位时间内物体所走过的距离;2. 提问学生如何测量物体的速度,引导学生思考测速实验的必要性。
实验步骤:1. 将直线轨道放在水平桌面上,确保其平整且无明显摩擦;2. 将小车放置在直线轨道的起点处;3. 将打点计时器置于直线轨道的终点处;4. 启动打点计时器,并同时释放小车;5. 小车通过终点时,打点计时器会发出声音,记录下打点计时器显示的时间;6. 使用测量尺测量小车起点到终点的距离;7. 重复实验多次,取平均值计算速度。
数据处理与分析:1. 将实验中测得的时间和距离数据整理成表格;2. 根据速度的定义,计算每次实验的速度;3. 将不同实验的速度进行比较和分析,讨论可能的误差来源;4. 引导学生思考如何改进实验设计,减小误差。
实验报告:1. 要求学生撰写实验报告,包括实验目的、实验步骤、实验数据、数据处理与分析、实验结论等内容;2. 强调实验报告的规范性和准确性,鼓励学生用科学的语言描述实验过程和结果。
教学延伸:1. 引导学生思考如何使用打点计时器测量其他物体的速度,如自由落体运动的速度;2. 鼓励学生设计其他与速度相关的实验,拓展他们的实验设计和数据分析能力。
教学评估:1. 在实验过程中观察学生的操作是否正确,及时给予指导和纠正;2. 对学生的实验报告进行评分,评估其实验设计和数据处理能力;3. 通过课堂小测、讨论等方式对学生的学习效果进行评估。
实验用打点计时器测速度教案
实验用打点计时器测速度教案一、教学目标1. 让学生了解打点计时器的原理和操作方法。
2. 学会使用打点计时器测量物体运动速度。
3. 培养学生的实验操作能力和团队协作能力。
二、教学内容1. 打点计时器的工作原理2. 打点计时器的操作方法3. 速度的计算公式4. 实验步骤与注意事项三、教学重点与难点1. 重点:打点计时器的原理、操作方法及速度的计算。
2. 难点:打点计时器的精确使用和数据处理。
四、教学方法1. 采用实验演示法,让学生直观地了解打点计时器的使用。
2. 采用讲授法,讲解打点计时器的工作原理和速度计算公式。
3. 采用小组讨论法,培养学生团队合作和问题解决能力。
五、教学准备1. 打点计时器及其配件2. 实验用具:尺子、笔、纸等3. 教学课件和视频资料【导入】(简要介绍打点计时器的作用和本节课的教学目标)【讲解】1. 打点计时器的工作原理(讲解打点计时器的工作原理,示例演示)2. 打点计时器的操作方法(讲解打点计时器的操作步骤,示例演示)【实践】1. 学生分组进行实验(每组学生动手操作打点计时器,进行物体运动速度的测量)2. 数据收集与处理(学生记录实验数据,计算物体速度,讨论结果)【总结】1. 本节课的学习内容回顾2. 学生提问、解答疑问3. 对学生的实验操作进行评价和反馈六、教学过程1. 实验操作演示:教师演示如何使用打点计时器进行实验,包括设备的连接、操作步骤和数据记录方法。
2. 学生实验操作:学生在教师的指导下,分组进行实验,使用打点计时器测量物体在不同条件下的速度。
3. 数据处理与分析:学生根据实验数据,计算物体的平均速度,并分析实验结果。
七、实验注意事项1. 确保打点计时器稳定工作,避免因设备故障导致的实验误差。
2. 在实验过程中,注意安全,尤其是电源线和数据线的连接,防止绊倒或损坏设备。
3. 学生在实验操作时,应严格遵守实验规程,确保数据的准确性。
八、实验结果分析1. 学生展示实验结果,包括速度-时间图和数据分析。
人教版高中物理必修一教案实验:用打点计时器测速度
1.4 实验:用打点计时器测速度★新课标要求(一)知识与技能1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。
2、会安装并使用打点计时器。
3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。
4、明确速度—时间图象的意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度—时间图象。
(二)过程与方法1、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。
2、通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、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。
3、通过画速度—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。
4、体验实验中理性思维的重要,既要动手,更要动脑。
(三)情感、态度与价值观1、感觉打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于生活实际的意识。
2、经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥妙。
3、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。
★教学重点1、打点计时器的使用。
2、由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3、画物体的速度—时间图象。
★教学难点1、对纸带数据的处理。
2、画图象的方法。
★教学方法教师启发、引导,学生自主阅读、思考,亲自动手实验,并讨论、交流学习成果。
★教学过程(一)课前活动教师活动:课前布置学生预习本节实验。
学生活动:学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。
(二)进行新课1、对“打点计时器的认识”的学习教师活动:教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点部分学生活动:观察打点计时器并阅读其使用说明书,明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。
教师活动:指导学生动手练习使用打点计时器,并引导学生思考:纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的,怎样将纸带上的点变成相关的数据。
学生活动:动手练习使用打点计时器,打出几条纸带,讨论怎样获取数据,并用列表格的形式把数据列出。
实验:用打点计时器测速度-优质教案
用打点计时器测速度【教学目标】(一)知识与技能(1)了解打点计时器与光电门的原理(2)会使用打点计时器与光电门测量物体的瞬时速度(3)学会用电子表格处理实验数据,并用绘图功能绘出位移-时与速度-时间图像(二)过程与方法(1) 通过实验,掌握打点计时器与光电门的使用方法。
(2) 通过实验得出物体的运动信息,培养学生获取信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量速度的方法。
(3) 培养用电子表格处理数据的能力。
(三)情感态度与价值观(1) 感受将所学知识解决实际问题的乐趣。
(2) 体验现代科学技术在科学探究中的作用。
(3) 培养学生在学习中合作与交流的精神。
【教学重点】(1)学会使用打点计时器与光电门(2)通过采集的数据,求瞬时速度(3)学习用电子表格进行处理与分析实验数据【教学难点】(1)打点计时器的原理(2)电子表格处理与分析实验数据【教学准备】多媒体课件(PPT幻灯片)、电磁打点计时器、光电门、电脑、纸带、学生电源、导线。
【教学过程】一.引入课题:物体量的测定分为直接测量与间接图1.4-1测量,直接测量的如:质量、力、温度、时间、位移。
间接测量的如:密度、压强、电阻等,它们是由几个直接测量物理量根据一定的关系组合测定的。
速度是由位移与时间组合而成,所以只能间接测量。
问题1:(演示:将小车放在倾斜的轨道上,自由下滑)能否测定小车在下滑过程中的平均速度?该问题的目的是用实验的方法测定物体运动的平均速度(由学生进行实际测定)。
并引出下面的问题。
问题2:能否测定小车在下滑过程中某一点的瞬时速度?也许有同学认为可以,则在A 点附近取一段很小的位移,再测定通过小位移的时间,从而求得平均速度。
如果有同学这样思考,可以请他进行操作。
其实是做不到的,因为时间太短。
(后记:确实有位同学认为可以,但在实际测量中发现时间太短,无法测定。
后又想了一个办法,在A 点上方取一点,测小车开始点分别到A 、B 两点的时间,用这两点的时间差,结果测得OA 时间比OB 时间还要短。
高中实验:用打点计时器测速度教学设计教案
高中实验:用打点计时器测速度教学设计教案Last revised by LE LE in 2021第一章第四节实验:用打点计时器测速度姓名班级实验时间实验目标:1、知道打点计时器的构造和原理,学会使用打点计时器,能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间,会计算纸带的平均速度,能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度,认识v-t图象,并能根据v-t图象判断物体的运动情况。
2、通过速度测量过程的体验,领悟两个方法:一是用图象处理物理数据的方法;二是极限法或说无限趋近法,加强一个认识,实验是检验理论的标准。
实验器材:电源(220V电源或学生电源),打点计时器,纸带,刻度尺(最好是塑料透明的),导线实验准备:1、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器,对照课本,比较它们的异同。
2、两类打点计时器的打点时间间隔是多少3、分析纸带时,如何计算纸带的平均速度。
4、瞬时速度是我们引进测量出来的,你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗5、从器材上读取的数据是原始数据,原始数据是宝贵的实验资料,要严肃对待,要整齐的记录,妥善保存。
实验原理:1、电磁打点计时器。
课本P212、电火花计时器。
课本P21电火花计时器与电磁打点计时器的比较:根据课本P22“练习使用打点计时器”进行实验(重复两次)1.利用实验纸带填写表一。
F等点,测量出相邻点间的位移△x,记录在表二中,同时记录相对应的时间,以测量该点的平均速度。
与各点相邻两点间的平均速度,把它当作计时器打下这个点时的瞬时速度,填入表三中,点0作为计时的开始,即t=0。
注意事项:1.要认清楚你使用了哪种类型的打点计时器,电磁打点计时器要使用10V以下的交流学生电源;而电火花计时器则直接使用220V的交变电流。
2.开头的点迹很密集,这是由于先接通电源后拉动纸带和开始时的速度比较慢而造成的,数点时不能从开始处数,而要向后看,从能够看清的某个点开始。
3.如果数出了n个点,那么,他们的间隔数是(n-1)个。
高中物理实验教案:用打点计时器测速度
高中物理实验教案:用打点计时器测速度一、教学目标1.理解打点计时器的原理及其在物理实验中的应用。
2.学会使用打点计时器测量物体速度的方法。
3.培养学生的实验操作能力、观察能力和分析能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:打点计时器的使用方法,速度的测量。
2.教学难点:打点计时器的工作原理,速度的计算。
三、教学过程1.导入新课(1)教师提问:同学们,我们在日常生活中是如何测量物体速度的?(2)学生回答:可以使用速度计、测速仪等。
2.讲解打点计时器的工作原理(1)教师展示打点计时器实物,并简要介绍其构造和作用。
(2)教师讲解打点计时器的工作原理:当电源接通时,打点计时器会在纸带上打下等间隔的点,通过测量纸带上的点与点之间的距离,可以计算出物体在一段时间内的位移,从而求出速度。
3.实验演示(1)教师演示如何使用打点计时器测量速度。
(2)教师将打点计时器固定在桌子上,连接好电源。
(3)教师将纸带穿过打点计时器,并调整好纸带的位置。
(4)教师启动打点计时器,并让小车在纸带上运动。
(5)教师关闭打点计时器,取出纸带,展示给学生看。
(6)教师引导学生观察纸带上的点,并讲解如何通过点与点之间的距离计算速度。
4.学生分组实验(1)教师将学生分成若干小组,每组一台打点计时器。
(2)教师指导学生进行实验,提醒注意事项。
(3)学生在实验过程中,观察纸带上的点,并记录数据。
(4)学生根据实验数据,计算出小车的速度。
5.实验分析与讨论(1)教师引导学生分析实验数据,讨论实验结果。
(2)学生分享实验心得,交流实验技巧。
6.课堂小结(2)学生回顾本节课的学习过程,巩固知识点。
7.课后作业①使用打点计时器测量小车的加速度。
②分析打点计时器在物理实验中的应用。
四、教学反思本节课通过讲解打点计时器的工作原理、实验演示、学生分组实验、实验分析与讨论等环节,使学生掌握了使用打点计时器测量速度的方法。
在教学过程中,教师注重引导学生观察、分析、讨论,培养学生的实验操作能力和分析能力。
新人教版必修1高中物理第1章4实验:用打点计时器测速度教案
4 实验:用打点(dǎ diɑn)计时器测速度[学习目标] 1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,并学会安装(ānzhuāng)和使用.2.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律.一、实验(shíyàn)原理和方法1.打点计时器的原理(yuánlǐ)及使用电火花计时器电磁打点计时器结构图示工作电压220 V交流电源 6 V以下交流电源打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期0.02 s0.02 s记录信息位置、时刻或位移、时间2.根据(gēnjù)纸带计算平均速度:根据v=Δt可求出任意两点间的平均速度,Δx是纸带上两点间的距离,利用刻度尺测量,Δt是这两点间的时间间隔.3.粗略计算瞬时速度:纸带上某点的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的相距较近的两点间的平均速度来表示.二、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸.三、实验步骤1.了解打点计时器的结构,然后把它固定在桌子上.2.把电磁打点计时器的两个接线柱用导线与6 V的低压交流电源的接线柱相连接,让纸带穿过两个限位孔,压在复写纸的下面.3.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.4.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n个点,那么用Δt =0.02×(n -1)s 计算出纸带的运动时间Δt .5.用刻度尺测量(cèliáng)一下打下这些点纸带通过的距离Δx ,利用(lìyòng)公式v =Δx Δt 计算纸带在这段时间内的平均速度(pínɡ jūn sù dù).把测量和计算的结果填入表中. 实验 次数 点数n点划分 出的间 隔数n -1 运动时间 Δt /s 位移 Δx /m 平均速度 v /(m·s -1) 12四、数据处理1.用打点计时器测量(cèliáng)瞬时速度(1)选取(xuǎnqǔ)一条点迹清晰便于分析的纸带.(2)从能够看清的某个点开始,每隔四个点取一个计数点,每两个计数点间的时间间隔T =0.1 s .在纸带上用O 、A 、B 、C 、D 、…标出这些“计数点〞,如下图.依次测出OA 、AB 、BC 、CD 、…之间的距离x 1、x 2、x 3、x 4、….(3)A 、B 、C 、D 、…各点的瞬时速度分别为:v A =x 1+x 22T 、v B =x 2+x 32T 、v C =x 3+x 42T 、v D =x 4+x 52T、…. 2.用图象表示速度用横轴表示时间t ,纵轴表示速度v ,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,即得到如下图的v t 图象.五、误差分析1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差.为减小误差,应取以计数点为中心的较小位移Δx 来求平均速度.2.分段测量计数点间的位移x 会带来误差.减小此误差的方法是一次测量完成,即一次测出各计数点到起始计数点O 的距离,再分别计算出各计数点间的距离.3.作图时,描点、连线存在偶然误差.为减小误差,应选取(xuǎnqǔ)适宜的坐标单位,利用坐标纸作图.六、考前须知(xūzhī)1.如果(rúguǒ)在纸带上数出了n 个点,那么,它们(tā men)的间隔数是(n -1)个,它们(tā men)的时间间隔为(n -1)×0.02_s.2.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后,再拉动纸带.3.手拉动纸带时速度应快一些,以防打点点迹太密集.4.使用电火花计时器时,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.5.为了减小实验误差,计数点要每隔T =0.1 s 选一个,即每隔四个点取一个计数点,而计算计数点的瞬时速度时,Δx 、Δt 应取此计数点前、后两个点之间的位移和时间,即v =x n +x n +12T. 6.打点计时器不能连续工作太长时间,打点之后应立即关闭电源. 7.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点O 之间的距离).读数时应估读到毫米的下一位.8.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材.【例1】 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顺序,将各步骤的字母代号按顺序写在空白处.A .在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线,导线的另一端分别接在低压________(选填“交流〞或“直流〞)电源的两个接线柱上.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Δx .D .切断电源,取下纸带,如果共有n 个清晰的点,那么这段纸带记录的时间Δt =________________.E .接通电源开关,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v =Δx Δt计算纸带运动的平均速度. 实验步骤的合理顺序是________________.[解析] A 项中电磁打点计时器应使用低压交流电源;B 项中应将纸带穿过电磁打点计时器的限位孔,并放于复写纸的下方;D 项中纸带上记录的时间Δt =(n -1)×0.02s.合理的实验步骤为BAEDCF.[答案(dá àn)] 交流(jiāoliú) 限位孔 复写纸 (n -1)×0.02 s BAEDCF【例2】 某同学在“用打点(dǎ diɑn)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A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点.相邻(xiānɡ lín)计数点间的距离如下图,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10 s .(此题计算结果均保存3位有效数字)(1)在实验(shíyàn)中,使用打点计时器时应先________再______(均选填“释放纸带〞或“接通电源〞).(2)每两个计数点间还有________个点没有标出.(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.10 s 测一次速度,计算出打下B 、C 、D 三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表. v B v C v D v E v F 数值(m·s -1) 0.640 0.721(4)将B 、C 、D 、E 、F 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.[解析] (1)在实验中,使用打点计时器时应先接通电源,再释放纸带.(2)每两个计数点间还有n =Δt ΔT -1=0.1 s 0.02 s -1=4个点没有标出. (3)v B =(3.62+4.38)×10-22×0.1m/s =0.400 m/s ; v C =(5.20+4.38)×10-22×0.1m/s =0.479 m/s ; v D =(5.20+5.99)×10-22×0.1m/s≈0.560 m/s. (4)图线如下(rúxià)图:[答案(dá àn)](1)接通(jiē tōnɡ)电源释放纸带(2)4 (3)0.4000.479 0.560 (4)见解析(jiě xī)图图象(tú xiànɡ)法处理数据“三注意〞(1)建立坐标系时,坐标原点、坐标轴表示的物理量及单位都要标注清楚.(2)画速度—时间图象时,要用平滑的曲线将各个点连接起来,不能画折线.(3)标度的选取要适当,尽量让图象占据坐标系的大局部空间.1.关于打点计时器的使用,说法正确的选项是( )A.电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源B.在测量物体速度时,先让物体运动,后接通打点计时器的电源C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越小D.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快C[电磁打点计时器使用的是6 V以下的交流电源,故A错误;实验过程中应先接通电源,后释放纸带,否那么纸带上留下的点太少,不利于数据的处理,故B错误;交流电源的频率越高,打点的时间间隔就越小,故C正确;纸带上打的点越密,说明相等的时间内物体运动的位移越小,说明物体运动得越慢,故D错误.]2.(多项选择)在“练习使用打点计时器〞的实验中,以下操作正确的选项是( ) A.打点前,小车应靠近打点计时器处,要先接通电源,待计时器开始打点稳定后再释放小车B.舍去纸带上开头比拟密集(mìjí)的点,然后选取计数点C.打点频率(pínlǜ)为50 Hz,假设每隔四个点取一个计数点,那么计数点之间的时间间隔为0.1 sD.实验中应使小车速度(sùdù)尽量小些ABC[为了提高纸带的利用率,在释放小车前,小车需靠近打点计时器,这样可以在纸带上打出尽量多的点,纸带上密集点测量时误差较大,故要舍去,然后选取后面清晰(qīngxī)的计数点,故A、B均正确;打点频率为50 Hz,每隔四个点取一个计数点,那么计数点之间的时间间隔为t=5×0.02 s=0.1 s,故C正确;如果实验时小车的速度过小,会导致纸带上的点比拟(bǐnǐ)密集,不利于选点和测量,故D错误.] 3.在实验中,某同学得到一张打点清晰的纸带如下图,要求测出D点的瞬时速度.本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度,以下几种方法中最准确的是( )A.v D=AFΔt1,Δt1=0.10 s B.v D=BEΔt2,Δt2=0.06 sC.v D=CEΔt3,Δt3=0.10 s D.v D=CEΔt4,Δt4=0.04 sD[求D点的瞬时速度,最准确的应是包含该点的最短的一段间隔的平均速度.题中间隔CE最好,选项A、B错误;选项C中时间间隔数据错误,CE间的时间间隔应为0.04 s,选项D正确,C错误.]4.电火花计时器通常的工作电压为________伏,实验室使用我国民用电时,每隔________秒打一次点;如下图纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的,纸带的左端先通过电火花计时器,从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是________(选填“速度减小〞或“速度增大〞).假设所用电源的频率为50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时________s.[解析]电火花计时器通常的工作电压为交流220伏,实验室使用我国民用电时,每隔0.02秒打一次点;相等时间内纸带右侧位移大于左侧位移,说明右侧的速度大于左侧的速度,即物体做速度增大的运动.又因从打下A点到打下B点共14个点迹,即A到B共有13个时间间隔,所以共用时t=13×T=0.26 s.[答案(dá àn)]交流(jiāoliú)2200.02 速度增大0.265.(1)电磁打点(dǎ diɑn)计时器使用的电源应是________(填“交流4~6 V〞或“交流220 V〞),实验室使用我国民用电(频率50 Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,那么相邻两个计数点的时间间隔为________s.(2)在“练习使用打点计时器〞的实验(shíyàn)中,某同学选出了一条清晰的纸带,并取其中的A,B,C…七个点进行研究,这七个点与刻度尺标度的对应情况(qíngkuàng)如下图.可求出A 点到D 点的距离是________cm.(3)由实验数据可得A 点到D 点的平均速度是______m/s ;B 点的瞬时速度是__________m/s.(结果保存2位有效数字)[解析] (1)电磁打点计时器使用的是4~6 V 的低压交流电,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,那么相邻两个计数点的时间间隔为T =5×150 s =0.1 s. (2)刻度尺为毫米刻度尺,分度值为1 mm ,故由题图可知,AD 之间的距离为4.10 cm.(3)由v =x t 可得AD 间的平均速度为v AD =x AD 3T =4.10×10-2 m 3×0.1 s=0.14 m/s. 从图中可知AC 间的距离为2.50 cm ,用AC 间的平均速度可以较精确地表示B 点的瞬时速度,即B 点的瞬时速度是v B =x AC 2T =2.50×10-2 m 2×0.1 s=0.13 m/s. [答案] (1)交流4~6 V 0.1 (2)4.10 (3)0.14 0.136.如下图是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一局部,从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6…现在量得0、1间的距离x 1=5.18 cm ,1、2间的距离x 2=4.40 cm,2、3间的距离x 3=3.62 cm,3、4间的距离x 4=2.78 cm,4、5间的距离x 5=2.00 cm,5、6间的距离x 6=1.22 cm(频率为50 Hz).(1)根据上面记录,计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度(保存两位小数)并填在下表中.位置 1 2 3 4 5v /(m·s -1) ______ ______ ______ ______ ______(2)根据(gēnjù)(1)中表格,在图中画出小车的速度时间(shíjiān)图象.[解析(jiě xī)] (1)某点的瞬时速度可以用该点为中间时刻(shíkè)的一段时间内的平均速度表示.打1点时:v 1=x 1+x 22Δt≈1.20 m/s,打2点时:v 2=x 2+x 32Δt ≈1.00 m/s, 打3点时:v 3=x 3+x 42Δt =0.80 m/s , 打4点时:v 4=x 4+x 52Δt ≈0.60 m/s, 打5点时:v 5=x 5+x 62Δt≈0.40 m/s, 将数值(shùzí)填入表格中位置 1 2 3 4 5 v /(m·s -1) 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40(2)描点并连线得小车的速度—时间图象.[答案] 见解析内容总结。
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1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成,知道打点计时器的计时原理,并学会安装并使用打点计时器。
2.学会根据纸带上的点分析速度的变化情况,并学会测定平均速度和测量瞬时速度。
3.明确速度—时间图象的意义,描点法画图象的方法,并画出实验中的速度—时间图象。
4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、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。
5.通过画速度—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。
二、教学重点与难点
重点:1.打点计时器的使用。
2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3.画物体的速度—时间图象。
难点:1.对纸带数据的处理。
2.画图象的方法。
三、教学方法
实验探究式教学方法
四、教学设计
(一)新课内容
1.打点计时器的认识
先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答:
(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少?
(2)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少?
(3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间?
(4)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。
(5)复写纸放在纸带上边还是下边?
(6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么?
2.练习使用打点计时器
指导学生动手练习使用打点计时器,要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。
选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题:
图1—4—3
(1)怎样从打出的纸带中获取数据?指导学生用列表格的形式把数据列出。
(2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
(用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据v=△x/△t,求出在任意两点间的平均速度,这里△x可以用直尺测量出两点间的距离,△t为两点间的时间间隔数与的乘积。
)
(3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少?
(4)如果纸带上的点迹分布不均,那么,点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小?
(在纸带上相邻两点间的时间间隔均为,所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小)
3.用打点计时器测量瞬时速度
(1)在图1—4—3中求出B、C之间的平均速度,如果要求不很精确,能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度?
(2)能否把该点的速度表示的更准确一点?
(3)如果想每隔测一次速度,应怎么办?
(4)把测量所选“测量点”在内的一段位移填入表格。
(5)引导学生求出上述“测量点”附近的平均速度。
(6)引导学生把上述的平均速度作为对应点的瞬时速度填入表格。
(7)引导学生分析表格中速度的变化情况。
4.用图象表示速度
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。
教师提出下列问题:
(1)图象上每一点的意义是什么?
(表示该时刻物体的瞬时速度)
(2)如要求这些点中间一个时刻的速度是多少,应怎么办?
(把这些点连接起来,在连线上与该时刻对应的点的速度就是该时刻的瞬时速度)
(3)把这些点连接起来,是什么形状?
(是折线。
因速度的实际变化是比较平滑的,故要用平滑的曲线把它们连接起来)。