高中物理第一章运动的描述1.4实验用打点计时器测速度(2)教案新人教版必修1

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人教版高中物理必修一第一章运动的描述 14实验用打点计时器测速度共17张

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3.纸带 (1)使用电磁打点计时器时 ,纸带应穿过限位孔 ,复写纸套在限位 轴上,放在纸带的上面(选填“上面”或“下面”)。打点时,应先接通电 源(选填“接通电源”或“释放纸带”)后释放纸带(选填“接通电源”或 “释放纸带”)。 (2)纸带上记录的是一段时间内运动物体通过的 位移;对于从实 验中得到的纸带,纸带上的点有疏有密,点迹密集的地方表示物体运 动的速度较小。 4.根据纸带分析物体的运动情况 有一打过点的纸带,如图所示。
解析:正常情况下,振针应该恰好敲打在限位板上 ,这样在纸带上 才能留下点。当振针与复写纸片间的距离过大时 ,振针可能够不着 复写纸片,打出的纸带上有时有点 ,有时无点。当振针与复写纸片间 的距离过小时 ,每一个打点周期内振针就会有较长一段时间接触并 挤压在复写纸片上 ,这样就成了一段一段的小线段。所以在使用打 点计时器前要检查一下振针到复写纸片的距离是否适中 ,否则就要 做适当的调整。选项 A 造成的后果是打点计时器不工作 ,选项 B 造 成的后果是打点计时器工作不稳定 ,选项 C 造成的后果是打点周期 不稳定,只有选项 D 才是造成题中所述现象的原因。故应选 D。
(2)根据三角形的中位线可知,质点在 1 s 末的速度是 5 m/s。 (3)质点在 DE 段(6 s 以后),速度由 0 均匀增大,质点做加速运 动,速度为负值,表示质点沿负方向运动。
? 1、电磁打点计时器 ? (1)原理 ? (2)构造
? (3)工作电压:10V以下
? 2、电火花计时器 ? (1)构造: ? (2)原理:
? 2、纸带的简单处理 ——测平均速度
? (1)需测量的量: ? (2)关系式:
疏密与 速度的 关系
三 、测瞬时速度 ? 如何测出E点的瞬时速度?
D

高中物理人教版必修1 1.4 实验用打点计时器测速度 教案2 Word版含解析

高中物理人教版必修1 1.4 实验用打点计时器测速度 教案2 Word版含解析

学生上黑板板 演
图 1—4—3
思考回答问 题
(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0. 02s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0.02s, 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0.1s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。 总结 完成课堂练 习 总结
重点
教法及教具 教 学 内 容
学生主体活 动
思考回答
个案调整
教师主导活动 (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:

思考回答 问题


(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?

高一物理第一章第四节实验:用打点计时器测速度

高一物理第一章第四节实验:用打点计时器测速度

2、测量原理:
VE = VD-F =
△X △t△ x0来自△ x1△ x2
△ x3
0
1
2
3
表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度 位置 0 1 2 3
t/s v/s
V0 < V1 < V2 < V3
用图象表示速度示例
0 1 位置 t/s 0 0.1 v/(m· s-1) 0.05 0.1 v/(m· s- 1 ) 一.建系 二.描点
新课标人教版必修一
第 一 章 运 动 的 描 述
实验:用打点计时器 测速度
一 ` 两 种 打 点 计 时 器
电磁打点计时器
电火花计时器
振片
线圈
振针
定位轴
复写纸
压纸框架 纸带
永久磁铁
限位孔
放电针
纸盘轴
电源开关 墨粉纸盘
二 、练习使用打点计时器
1、操作步骤 (1)固定计时器 (2)穿纸带 (3)启动电源,拉纸带,随后 立即关电源
-
0-1
1-2
2-3
3-4
0-2
2-4
2.如何测出E点的瞬时速度?
F
D
D
F
D F
△X DF 间各点的瞬时速度,两 可以大致表示 △t
边点离得越近算出的平均速度接近E点的瞬时 速度,但过小的间距也会增大测量的误差.
三 ` D F 测 瞬 1、思想方法:用某段时间内的平均速 时 度来粗略的代替这段时间内的某点的 速 瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点 度 计算出的瞬时速度就越精确.
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
2
3
4
5
6
7
8

高一物理必修一(1.4.2打点计时器)

高一物理必修一(1.4.2打点计时器)

高一物理必修1第一章 运动的描述第四节 实验:用打点计时器测速度(第二课时)课型:新授课教学目标:1.能根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度,理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法,会用这种方法计算瞬时速度。

2.能运用实验数据描绘t v -图像,并会根据画出的图像描绘物体运动速度的变化特点。

教学重点:1.练习使用打点计时器。

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教学难点:处理数据和用描点法画图象。

教学过程:一、导入新课,板书课题同学们,上节我们认识了打点计时器,今天我们来练习使用用打点计时器处。

二、出示目标、自学指导1、学习目标①学会处理纸带上的数据,并能够得出某一点的速度。

②会用描点法描绘物体的速度一时间图象,理解利用图像法处理数据的好处。

三、实验探究。

实验仪器: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、坐标纸等。

实验原理:tx v = 实验步骤:1.把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并且压在纸带上面。

2.把电磁打点计时器的两个接线柱接到6 V 的低压交流电源上。

3.接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。

随后关闭电源。

4.取下纸带,从能看得清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n 个点,那么这n 个点的间隔数为n -1,则纸带的运动时间Δt =(n -1)×0.02 s。

5.用刻度尺测量出这几个点间的距离Δx 。

6.利用公式v =Δx Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度。

7.把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 ……作为“计数点”,如图所示,依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C ……之间的距离x 1、x 2、x 3……数据处理:1.计算瞬时速度打点计时器打点的周期为T,则A、B、C、D……各点的瞬时速度分别为:v A=x1+x22T、v B=x2+x32T、v C=x3+x42T、v D=x4+x52T……(1)v­t图像:用横轴表示时间t,纵轴表示速度v,建立直角坐标系。

人教版高一物理必修1第一章运动的描述全章整体教学设计方案完美版

人教版高一物理必修1第一章运动的描述全章整体教学设计方案完美版

人教版高一物理必修1第一章运动的描述全章整体教学设计方案完美版人教版高一物理必修1第一章运动的描述全章整体教学设计方案第一部分本章概述一、教材分析1.本章教学内容范围在物理知识方面,本章主要讲述了描述质点运动的时间、时刻、位置、路程、位移、速度、加速度等基本物理量,以及理解这些物理量所需要的质点、参考系、坐标系等概念。

在物理技能方面,本章主要涉及练使用打点计时器、应用打点计时器测量瞬时速度、作速度-时间图象等基本技能。

在物理的思想方法方面,本章主要包括理想模型法、极限的思想、估测的方法(测量瞬时速度)以及初步理解图象法。

2.本章的教学内容在模块内容体系中的地位和作用从知识技能角度讲,本章讲述的质点、参考系、坐标系、位置、位移、时刻、时间、矢量、速度和加速度等不仅是下一章研究的基础知识,也是以后力学各章研究的基础知识。

从物理方法角度讲,本章有意识渗透了理想模型的方法、极限的思想方法、矢量的方法、图像的方法以及比值定义法。

这些方法对研究力学,乃至高中物理都是重要的。

这些基本概念和方法对于将来从事文科专业研究的学生来说,是必备的科学素养;而极限的思想方法和矢量的思想方法,对于将来从事理科专业研究的学生来说是必备的专业素养。

本章内容不仅在物理概念的建立上密度大,基础性强,而且涉及到若干个物理学常用的研究方法和典型的实验方法,在教学中注重引导学生把握这些方法的一般思路和基本操作,有意识地引导学生运用这些方法来思考和研究自己身边的物理现象,必将起到事半功倍的作用。

3.本章教学内容总体教学目标(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。

本条目要肄业生从物理学的发展历程,大致了解近代尝试科学产生的背景,了解科学家的主要观点和研究办法,体会相关尝试的科学思想和办法等,从物理学史的角度认识尝试对于物理科学的重要性。

本条目在教学中应突出尝试科学的重要性以及物理学与历史、社会等人文科学的联系,以体现学科渗入渗出的课程理念。

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

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。

人教版高中物理实验目录

人教版高中物理实验目录
理想斜面
可改变顷角的斜面轨道,小球
演示
4.2实验:探究加速度与力、质量的关系
探究a与F和m的关系
带滑轮的滑板,小车,细线,托盘,钩码,夹子,坐标纸,沿笔
分组
4.3牛顿第二定律
验证牛顿第二定律
用动力学测质量
验证牛顿第二定律实验器
弹簧秤,已知质量物块,未知质量物块
分组
演示
4.4力学单位制
4.5牛顿第三定律
演示
2.8多用电表的原理
学习多用电表
电流表,滑动变阻器,定值电阻或电阻箱,电池,电笔,导线,选择开关,指针式多用电表,数字式多用电表,刻度盘
演示
2.9实验:练习使用多用电表
学会使用和读数
多用电表,电池,灯泡,开关,导线,二极管,电阻箱,电容器,电感,黑箱
分组
2.10实验:测定电源的电动势和内阻
测定电源的电动势和内阻
自行车传动机构,皮带传动轮,光盘磁盘
演示
5.5向心加速度
显示水平圆周
摆球在水平桌面转动,水流星表演,小砂袋,转盘物块,漏斗小球
演示
5.6向心力
用圆锥摆粗略验证向心力表达式
圆锥摆,秒表,刻度尺
演示
5.7生活中的圆周运动
观察,参观
观察铁轨车轮,弯路,凸凹桥,脱水桶
必修2第六章万有引力与航天
章节
实验名称
所需仪器
类型
6.1行星的运动
挂图
行星挂图,椭圆挂图
演示
6.2太阳与行星间的引力
挂图
伽利略,开普勒,笛卡儿,牛顿等科学家挂图
演示
6.3万有引力定律
测引力常量
卡文迪许钮秤
演示
6.4万有引力理论的成就

2019-2020学年高中物理 第一章 运动的描述 4 实验:用打点计时器测速度学案 新人教版必修1

2019-2020学年高中物理 第一章 运动的描述 4 实验:用打点计时器测速度学案 新人教版必修1

4 实验:用打点计时器测速度[学科素养与目标要求]科学探究:1.了解两种打点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.科学思维:1.会用平均速度代替瞬时速度.2.会建立坐标系、描点连线,会用图象表示速度随时间变化的规律.一、打点计时器及其原理电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振片带动振针上下振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电打点工作电压 6 V以下低压交流电源220V交流电源打点周期(电源频率为50Hz)0.02s0.02s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦,纸带与振针打点接触时的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦,比前者小二、练习使用打点计时器1.实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带.(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电源频率为50Hz,电磁打点计时器接6V以下低压交流电,电火花计时器接220V交流电).(3)先接通电源开关,再用手水平拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源.(4)取下纸带,从能够看清的某个点开始,往后数出若干个点,如果共有n个点,那么n个点的间隔数为n-1个,则纸带的运动时间Δt=(n-1)×0.02s.(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx . (6)利用公式v =ΔxΔt 计算出纸带在这段时间内的平均速度.2.注意事项(1)打点前,应使物体停在靠近(填“靠近”或“远离”)打点计时器的位置. (2)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)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.(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计数点到起始计数点之间的距离). 三、用打点计时器测量瞬时速度 1.原理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1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 =ΔxΔt.图12.数据处理(1)测量:把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2所示,依次测出各点到O 点的距离,再算出OA 、AB 、BC ……的距离x 1、x 2、x 3…….图2(2)计算:若打点计时器打点的周期为T ,则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…….(3)列表比较:把数据填入下表,根据数据判断纸带运动速度的变化情况.位置A B C D E F Gv /(m·s -1)3.注意(1)为了减小实验误差,A 、B 、C 、D ……不一定是连续计时点,比如可以隔四个点取一个计数点,此时两个计数点间的时间间隔T =0.1s.(2)计算某计数点的瞬时速度时,Δx 、Δt 应取该计数点前、后两个计数点之间的位移和时间,即v n =x n +x n +12T. 四、用图象表示速度1.速度-时间图象(v -t 图象)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,即得到物体运动的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,但它不是(选填“是”或“不是”)物体运动的轨迹. 3.v -t 图象的应用(1)由图象能看出每一时刻对应的速度.(2)由图象可以确定速度的方向:速度为正,说明物体的速度方向与选定的正方向相同(图3中0~5s),速度为负,说明物体的速度方向与选定的正方向相反(图中5~6s).图3(3)由图象可以确定物体是加速运动还是减速运动.图中0~2s 内物体做加速运动,2~4s 内物体做匀速运动,4~5s 内物体做减速运动,5~6s 内,物体速度大小在增大,做加速运动.一、打点计时器的应用原理与操作例1 (2018·新乡市高一检测)(1)打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器.电火花计时器是其中的一种,其工作电压是________,电火花计时器靠电火花和墨粉打点,当交流电的频率为50Hz 时,它每隔________s 打一次点. (2)(多选)以下是练习使用电火花计时器的部分实验步骤,其中错误的操作是( ) A .把打点计时器固定在桌子上,把墨粉纸套在纸盘轴上,让纸带穿过限位孔 B .把打点计时器与4~6V 低压交流电源相连 C .用手水平地拉动纸带,然后打开脉冲输出开关D .取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度答案 (1)位置 时间 220V 0.02 (2)BC解析 (1)打点计时器是记录运动物体的位置和时间的仪器,均使用交流电源,电火花计时器的工作电压是220V ,当交流电频率为50Hz 时,它每隔0.02s 打一次点.(2)纸带正确的安装方法:把打点计时器固定在桌子上,把墨粉纸套在纸盘轴上,让纸带穿过限位孔,故A 正确;电火花计时器使用220V 交流电源,故B 错误;实验时应先打开电源,再拉动纸带,故C 错误;数据处理时应先取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x 0,用公式v =x 0t计算纸带运动的平均速度,故D 正确. 二、瞬时速度的计算与速度—时间图象例2 (2019·定远育才学校月考)(1)电磁打点计时器使用的是________(选填“交流4~6V”或“交流220V”)电源,实验室使用我国民用电(频率50Hz)时,如果每相邻的计数点间还有4个点未标出,则相邻两个计数点的时间间隔为______.(2)在“练习使用打点计时器”的实验中,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,这七个点和刻度尺标度的对应位置如图4所示.图4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.(结果均保留两位有效数字)答案 (1)交流4~6V 0.1s (2)4.10 (3)0.14 0.13例3 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,电源频率为50Hz ,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.相邻计数点间的距离如图5所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.图5(1) 在实验中,使用打点计时器时应先________再________.(选填“释放纸带”或“接通电源”)(2) 每两个计数点间还有________个计时点没有标出.(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1s 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(计算结果均保留3位有效数字).v B v C v D v Ev F数值(m/s)0.6400.721(4)将B 、C 、D 、E 、F 各个时刻的瞬时速度标在图6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6答案 (1)接通电源 释放纸带 (2)4 (3)0.4000.479 0.560 (4)见解析图 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=0.1s0.02s -1=4个计时点没有标出.(3)v B =(3.62+4.38)×10-22×0.1m/s =0.400 m/s ;v C =(4.38+5.20)×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)图线如图所示:三、利用气垫导轨和光电门测速度如图7所示,当滑块在导轨上运动时,光电计时器利用光敏电阻的特性记录了遮光板通过光电门的时间,而遮光板的宽度Δx 已知,并且非常小,由于滑块通过光电门的时间Δt 非常短,在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动,所以可认为遮光板通过电门时的瞬时速度等于遮光板通过光电门时的平均速度v =ΔxΔt.图71.工字钢底座 2.底脚螺丝 3.滑轮 4.光电门 5.导轨 6.遮光板 7.滑块 8.缓冲弹簧 9.进气嘴例4 如图8所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt .测得遮光条的宽度为Δx ,用ΔxΔt 近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使ΔxΔt更接近瞬时速度,正确的措施是( )图8A .换用宽度更窄的遮光条B .换用宽度更宽的遮光条C .提高测量遮光条宽度的精确度D .使滑块的释放点更靠近光电门 答案 A解析 瞬时速度表示运动物体在某一时刻(或经过某一位置)的速度,当Δt →0时,ΔxΔt 可看成物体的瞬时速度,Δx 越小,Δt 也就越小,A 项正确,B 项错误;提高测量遮光条宽度的精确度,不能减小Δt ,C 项错误;使滑块的释放点更靠近光电门,滑块通过光电门的速度更小,时间更长,D 项错误.1.(多选)在“用打点计时器测速度”的实验中,若打点周期为0.02s ,下列说法正确的是( )A.先接通电源,后拉动纸带B.先拉动纸带,后接通电源C.电火花计时器使用6V以下的交流电源D.连续n个计时点间的时间间隔为(n-1)×0.02s答案AD解析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,A 正确,B错误;电火花计时器使用220V的交流电源,C错误;每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02s,连续n个计时点间有(n-1)个时间间隔,故时间间隔为(n-1)×0.02s,D正确.2.(2019·汉阳一中月考)图9为电火花计时器的示意图,电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用交流电源,其工作电压是________V.图9操作基本步骤如下:A.当纸带通过电火花计时器后,及时关闭电火花计时器B.将纸带从墨粉纸盘下面穿过打点计时器C.启动电源,听到放电声,立即拖动纸带运动上述步骤正确的顺序是________.(填写步骤编号)答案220 BCA3.(2019·定远育才学校月考)电火花计时器是一种使用________(填“直流”或“交流”)电源的计时仪器;若电源的频率为50Hz,则每相邻两个计时点间的时间间隔为________s;若在实验时交流电源的电压突然减小且实验者并不知道,那么实验根据纸带上的数据计算某段时间内的平均速度值与实际值相比________(填“偏大”“偏小”或“不变”).答案交流0.02 不变4.用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度.如图10所示,滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门,配套的数字毫秒计记录了遮光板通过第一个光电门的时间为Δt1=0.29s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.11s,已知遮光板的宽度为3.0cm,则滑块通过第一个光电门的速度为_____,通过第二个光电门的速度为_____.(结果均保留两位有效数字)图10答案 0.10m/s 0.27 m/s解析 由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短,所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示.经过第一个光电门的速度v 1=d Δt 1=3.0×10-20.29m/s≈0.10 m/s,经过第二个光电门的速度v 2=d Δt 2=3.0×10-20.11m/s≈ 0.27 m/s. 5.在“用打点计时器测速度”的实验中,打点计时器使用的交流电的频率为50Hz ,记录小车运动的纸带如图11所示,在纸带上选择0、1、2、3、4、5共六个计数点,相邻两计数点之间还有四个点未画出,纸带旁并排放着带有最小分度为1mm 的刻度尺,零刻度线跟“0”计数点对齐,由图可以读出三个计数点1、3、5跟“0”计数点的距离并填入表格中.图11距离 x 1x 2x 3测量值/cm计算小车通过计数点“2”的瞬时速度为v 2=______m/s. 答案 1.20 5.40 12.00 0.21解析 由题图可知x 1=1.20cm ,x 2=5.40cm ,x 3=12.00cm.每两个相邻计数点间的时间间隔T=0.10s ,v 2=x 132T =(5.40-1.20)×10-22×0.10m/s =0.21 m/s.6.如图12所示是打点计时器打出的一条纸带,电源频率为50Hz,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点的距离如图所示.图12(1)求出2、4计数点的瞬时速度并填入表格.v 1v 2 v 3v 4 v 5数值(m/s)0.200.610.70(2)在图13坐标系中画出质点的速度—时间图象.图13答案 (1)0.40 0.69 (2)见解析图 解析 (1)两计数点间的时间间隔是T =0.1sv 2=x 132T =(9.0-1.0)×10-22×0.1m/s =0.40 m/sv 4=x 352T =(22.8-9.0)×10-22×0.1m/s =0.69 m/s(2)根据表格中数据在直角坐标系中描点,然后连线,得到图象如图所示.。

人教版高中物理高一必修1知识点第一章运动的描述第四节1.4用打点计时器测速度知识全解

人教版高中物理高一必修1知识点第一章运动的描述第四节1.4用打点计时器测速度知识全解

004实验:用打点计时器测速度知识全解【教学重点、难点】1.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。

2.教学难点(1)对纸带数据的处理;(2)画图象的方法。

【内容解析】1.电磁打点计时器与电火花计时器这两种计时器由于计时原理相同,所以在实际应用中不加区分,根据学校的实际条件,用哪一种都行。

对这部分的教学要注意以下几点:(1)突出计时原理,不过分追求工作原理。

(2)要充分向学生展示实物,以使学生掌握接入电源的方法和穿纸带的方法。

(3)明确纸带上的点是如何反映时间和物体运动情况的。

(4)让学生知道电火花计时器比电磁打点计时器误差小的原因。

2.练习使用打点计时器练习使用打点计时器主要包括两个方面,一是打点计时器的安装,特别是纸带的安装;二是用纸带上的点研究物体的运动。

由于是第一个学生实验,所以教学中要注意:(1)要让学生在教师的指导下按步骤有序操作,培养学生规范进行实验操作的习惯。

(2)掌握由纸带上的点确定物体运动位移与运动时间的方法与原理。

(3)牵拉纸带一定要让学生亲自动手操作,然后与纸带上的点迹分布相对应,以感悟运动速度变化情况。

(4)要注意测量点与打点的区别,并学会灵活选定测量点。

3.用打点计时器测量瞬时速度用打点计时器打出的纸带计算平均速度绝大多数学生都能掌握,但用打点计时器测量瞬时速度多数学生可能会感到困惑。

教学中要突出:(1)平均速度与瞬时速度主要是描述的精确程度不同。

(2)这里采取的描述方法是:用包含该点在内的一小段位移上的平均速度代替该点的瞬时速度。

(3)要求每个0.1s测一次速度,这主要是为了处理实验数据时计算方便,在实际教学中根据纸带上的点的分布情况灵活确定。

(4)要严格按实际测出数据进行计算,不可主观臆造,培养学生严肃进行科学研究的学习品质。

4.用图象表示速度用图象表示速度,在这里主要是作为一种处理实验数据的方法,而不是作为一个重要知识点,这一点在实际教学中要充分注意。

高中物理第1章1.4实验:用打点计时器测速度教案新人教版必修

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高中物理第1章1.4实验:用打点计时器测速度教学设计新人教版必修1.4笛:打点计逼测度J队技1.解打点计逼的计痹 ||,解酱包含的动(的奔、灰).2.会安安⑹褂打点计逼 ||,解根酱测度的并测彩彼度.3.匪度皇奔枷的||,点法画枷的方法||,并画出该笛的度皇奔枷 ||,从枷获∮的ⅲ过程方法1.ü己创点计逼的||,得独⒀ 暗Γ教2.ü笛得出的||动,Х椒ū出矗获⌒ⅰ⒋||,会处的||,方法何间接测恍┎荒苯测的的方法.3.ü画度皇奔枷枷法处 ||,的Чぞ发怪的.4.笛||,嘉既6||,更6.5.骄过||,程犊骄的 ||,尝τ骄的方法动.标感价倒1.感打点计逼的||计,悸会解导||,的傅甲将J队τ活导的叮2.笛过||程,笛过程的艰||,并苍剿唤的奥.3.枷的方法的ぃХ椒ù敢创和凳的和Ь.4.合交 ||,的将己的看法交 ||,的竿成合既坚持的肮.教教е点1.Щ褂打点计逼.点2.根酱计动的彩彼度.、3.会点法绘的度皇||,奔并从枷获∥ⅲ点教点处酱的方||法,点法画枷的Γ教方骄、讲、、废法教教急多教件、电磁打点计逼、电火花计逼、电础⒌枷、酱、度尺、标剑段[]||||||||||||||||||||||||||||[]||1||||1cm||( 1 ||2)||||||?||?2||||||||||||||||||||||[]||||||||4 V 6 V50 Hz||||0.02 s1 41||||||()|||||| ||||0.02s||||||||[]电磁打点计时器使用低压沟通电源工作||,大家想想能不可以使用直流电源||,为什么 ?生:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向||,进而促进振动片上下振动 ||,而且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致||。

若使用50 Hz 的交流电 ||,打点的时间间隔为0. 02s.这个值正好是电源频次的倒数||。

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

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。

人教版高中物理必修1第一章运动的描述第四节实验:用打点计时器测速度教案(2)

人教版高中物理必修1第一章运动的描述第四节实验:用打点计时器测速度教案(2)

1.4试验:用打点计时器测速度重点: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难点:处理纸带的方法,用描点法画图象的能力三维目标知识与技能:①了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能②能够阅读产品说明书,掌握打点计时器的使用方法。

③初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理,测定物体的速度④学会建立物体运动的v—t图象。

过程与方法:①通过实验探究过程,了解物理学的研究方法,培养学生信息收集和处理能力,分析、解决问题和交流、合作能力。

②初步了解用图象描述和研究物理过程的方法,体会数学在物理知识中和应用情感态度与价值观:①在实验活动中,培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。

②在探讨问题的过程中,鼓励学生主动与他人合作,交流思想,感受团队精神体验探索的乐趣教学手段:实验演示和多媒体课件(ppt和flash)、视频预习学案:完成时间()分钟1、.电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用电源的仪器,电磁打点计时器的工作电压是V,电火花打点计时器的工作电压是V.当电源频率是50 Hz时,它每隔 s打一次点.过,复写纸片应套在上,并要放在纸带的面;打点时应接通电源,释放纸带.2、电火花打点计时器与电磁打点计时器有何相同?有何不同?答:相同点:不同点:预习思考:完成时间()分钟1、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.瞬时速度D.平均速度2、一学生在练习使用电磁打点计时器时,纸带上打出的不是点,而是一些短线,这可能是因为()A.打点计时器错接在直流电源上B.电源电压不稳定C.电源的频率不稳定D.振针压得过紧3、针对第2题出现的问题,应如何调节()①降低电源的频率②提高电源的电压③降低电源的电压④缩短振针的长度A.①②B.①④ C.②④ D.③④4、下图为用一大点计时器打出的4条纸带,其中平均速度最大的是(打点时间间隔均相同为0.02s)()5、怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?如图用S和t分别表示纸带AB和CD的平均速度。

物理:必修1全套教案之《用打点计时器测速度》(2).doc

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第一章运动的描述第四节实验:用打点计时器测速度(2)教学目标一、知识目标1.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。

2 .明确速度--时间图象的物理意义描点法画图象的方法拼画出该实验的速度--时间图象。

二、能力目标1•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。

2.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。

3.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑。

三、德育目标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.体验用图象方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识。

3•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。

教学重点1•能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。

2.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。

教学难点处理纸带的方法,用描点法画图象的能力教学方法实验法、观察法教学用具打点计时器,学生电源,导线,纸带,刻度尺,小车细线及钩码,坐标纸课时安排2课时教学过程一、导入新课上节课我们学习了打点计时器的构造和使用方法。

这节接着学打点计时器的使用测量瞬时速度和以及用图象处理所得数据二、新课教学(一)用打点计时器测量瞬时速度思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度•所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.如图:要计算E点的瞬时速度可以用D-E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D-F的平均速度来替代.这三种方法中D-F包含E点切比较靠近E点, 所以用D-F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.(一)用图象表不速度在得到的数据中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢?学生讨论:师总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度.用横坐标表示时间, 根据所得数据中各个时刻的速度,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--时间图象(v--t图象),简称速度图象.学生实际操作:思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢?学生讨论:师总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.三、小结电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t 图象:表示做运动的物体的速度随时间变化的规律.四、课堂练习1•运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明()A .运动物体在一段时间内的位移B.运动物体在一段时间内的运动快慢C .运动物体在某时刻的位置D .运动物体的运动性质2.通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是()A.点子密集的地方物体的运动速度比较大B .点子密集的地方物体的运动速度比较小C .点子不均匀说明物体在做变速运动D .点子不均匀说明打点计时器有故障3•在你练习使用打点计时器时.小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点.根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时()A .应通过测量纸带表示的运动的全程来判断B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C .必须通过计算全程的平均速度来计算D.可以通过测量每相邻两点间的距离.看其是否相同来判断参考答案1.ABCD2. BC3. D四、布置作业:1 •阅读本节课文,掌握本节内容2.完成课后练习五、板书设计:第四节实验:用打点计时器测速度1.测量瞬时速度用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度2.速度一时间图象以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象。

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1.4:实验:用打点计时器测速度新课导入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.【课堂活动】同桌的同学合作,简易模拟打点计时器.1.同桌两位同学之间,一位同学手拿一枝彩色画笔,另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带,使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你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.以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.学生做完后讨论.分析1:相邻两点问的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀,点子的间隔也不均匀,但对相邻两点间的时间间隔没有影响.分析2:参加竞走的两人若运动快慢比较稳定,则漏沙比较均匀,若加速运动,会发现快的时候漏沙少,慢的时候漏沙多.[新课教学](引入打点计时器)一、电磁打点计时器阅读课本,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读其使用说明书,明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作,能不能使用直流电源,为什么?分析:原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向,从而促使振动片上下振动,并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电,打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.二、电火花计时器学生阅读课本,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读说明书,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.【交流与讨论】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?析:电火花计时器可能会更好些,因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.总结:电火花计时器使用中运动阻力极小,这种极小阻力来自于纸带运动的本身,而不是打点产生的,因而系统误差小,计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期不大于50μs,这一方面也远优于电磁打点计时器),同时它的操作简易,使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5 μA).问题讨论:打点计时器能记录哪些信息?(时间和位移.)课堂训练:出示例题:电磁打点计时器的打点周期取决于 ( B )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.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?【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?(将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片,可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.)问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整?分析1:可检查压纸框的位置是否升高,而阻碍了振动片,振针打不到纸带上,可将压纸框向下压恢复其原来位置.2:可能是复写纸该换新的了.3:可能是振动片的振幅太小,可调整振动片的位置.4:可能是振针的位置太高,调整振针的位置,直到打出点为止.5:电压在4 v 和6 v 的情况下,打点的清晰度有点差别,电压高的时候稍清晰,所以可调高一点电压.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? 分析:因打点计时器是按间歇工作设计,故长期工作可能会因线圈发热而损坏.让学生阅读课本,学习电火花打点计时器的安装方法:讨论回答:纸带处理: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?(共(1-n )个.)学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器,自己设计表格,记录测量数据.【思考与讨论】:怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?讨论回答:测出两个点间的距离,数一下这两个点间共有多少个时间间隔,即有多少个O.02 s ,用这个总距离去除以所需用的时间.【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.用简短的语言描述示每条纸带记录的物体的运动情况.参考答案:(a)、(b)的各点分布较为均匀,是匀速运动,但从点子的疏密程度来看,(b)上的点子较稀疏,所反映的物体运动较快,速度较大.(c)表示物体运动得越来越快,速度在增大;(d)表示物体运动得越来越慢,速度在减小.四、用打点计时器测量瞬时速度思想方法:用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点,这种描述方法越准确.示例:如图,测量出包括E 点在内的D 、F两点问的位移△x 和时间△t ,算出纸带在这两点间的平均速度tx v ∆∆=,用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度. tx ∆∆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△z ,同时记录对应的时间△t ,填入教材中设计好的表1中.根据tx v ∆∆=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,抄入教材表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.【课堂训练】如图,打点计时器所用电源的频率为50 Hz ,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测出各点问的距离为:AC=14.O mm ,AD=25.0 mm .那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为 O.35 m /s ,纸带在AD 间的平均速度为O.42 m /s ;B 点的瞬时速度更接近于 O .35 m /s .五、用图象表示速度刚才我们从表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.析: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 一t 图象),简称速度图象.学生具体操作描点.为了更清晰,把点用折线连起来.速度的实际变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点,曲线反映的规律应该与实际情况更接近.指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍. 再次手拉纸带动现在来观察图象,更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况.【说一说】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10.57 s ,按照你的估计画出他在这段时间的v 一t 图象的草图.如果是没有受过训练的同学跑百米,他的v 一t 图象的形状可能有什么不同? 参考提示:运动员的百米赛跑中,速度变化较大.大致可以分为三个阶段:启动阶段,速度从零迅速增大;中间阶段,这一阶段速度几乎不变;冲刺阶段,速度逐渐增到最大.如图1—4—6所示.如果是没有受过训练的同学跑百米,他的速度可能是先增加到最大,然后又逐渐减小.如图.[小结]电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.V 一t 图象:表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值表示该段时间内物体通过的位移大小.形状一样的图线,在不同图象中所表示的物理规律不同.[课外训练]1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明 (ABCD )A.运动物体在一段时间内的位移 B.运动物体在一段时间内的运动快慢 C.运动物体在某时刻的位置 D.运动物体的运动性质2.通过打点计时器得到的一条打点纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是 ( BC )A.点子密集的地方物体运动的速度比较大 B.点子密集的地方物体运动的速度比较小C.点子不均匀说明物体做变速运动 D.点子不均匀说明打点计时器有故障3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下了一系列的小点.根据你所打出点的纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时( D )A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断C.必须通过计算全程的平均速度来判断D.可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否都相等来判断4.如图1-4-9所示是一个物体运动的速度一时间(v-t)图象,从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的:(1)物体是从静止开始运动还是具有一定的初速度?(2)运动的方向是否变化? (3)速度的大小是否变化?怎样变化?t之间运动方向不变,与正方解析:(1)有初速度;(2)运动方向变化,O~3t,之后方向改变,为负方向;(3)速度先变大后不变向相同,为同一方向,3再变小而后又反向变大.教后感 领导 查阅。

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