1.4 实验：用打点计时器测速度
2019-2020年高一物理《1.4试验：用打点计时器测速度》教案
2019-2020年高一物理《1.4试验：用打点计时器测速度》教案重点：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.使用电磁打点计时器时，纸带应穿过，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。
高中物理必修第一章实验1.4用打点计时器测速度 Microsoft Office PowerPoint 97-2003 幻灯片 - 副本
• 3、操作步骤
• （1）了解打点计时器的结构和使用要求、注意事项， 固定计时器 • （2）按照说明连接使用仪器并穿好纸带 • （3）启动电源，拉纸带，随后立即关电源 • （4）取下纸带，观察点子的分布情况，选择适当的计 数点，注意计数点间的时间间隔。 • （5）用刻度尺分别测量出第一个点到第n个点的距离。 • （6）在进行实际测量之前，依据实验要求自己设计一 个表格，用来记录以上测量值和填写相应计算的结果。
同步跟综训练
1. 某同学在用打点计时器做实验时，得到的纸带如图所示，这可能是因为 ( ) A．打点计时器错接在直流电源上 B．电源的电压不稳 C．电源的频率不稳 D．振针压得过紧 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．当振针与复写纸的距离过大时，振针可能打不到复写纸，这时会出现有 时有点，有时无点．当振针与复写纸的距离过小时，振针就会有较长的时间 与复写纸接触，这样就会在复写纸上留下一段一段的小线段． 答案 D
间的距离为14 mm＝0.014 m，A、D间的距离为25 mm
＝0.025 m. 由公式v＝得，vAC＝ m/s＝0.35 m/s vAD＝ m/s≈0.42 m/s B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.
答案 0.35
0.42
0.35
点评 求某点瞬时速度时，我们应取此点两侧靠近此点 的两点间的平均速的运动规律
A B C D
同步跟综训练
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 (B C )
一、两种打点计时器
1.4实验：用打点计时器测量小车的速度
在公式v x
t
中，当t 0 时，在t
时间内的平均
速度即为某时刻(或某位置)的瞬时速度.(极限思想)
1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度
一、实验原理
小车拉动纸带，用打点计时器按相同的时间间隔在纸 带上打下一系列点迹，这些点迹对应着各时刻小车的位置。 通过测量各个时刻小车的位置，计算出相邻时刻间的位移， 我们就可以算出小车的速度。
二、实验器材
小车 附有滑轮的长木板 打点计时器 纸带 细绳 刻度尺 坐标纸
五、绘制v-t图像
操作步骤：
1.建立直角坐标系，标物理量，写单位 2.选择合适的标度（图像占坐标系3/4区域） 3.描点 4.连线（平滑的曲线/提前预知判断图像大概走势）
要求：（1）使用铅笔、刻度尺、圆规、三角板规范作图 （2）试卷答题卡（用签字笔描黑）
课堂练习
1. 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: ( BC )
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
2.一同学在使用电磁打点计时器时，纸带上点不是圆点 而是一些短线，这可能的原因是（ D ）
A．接在直流电源上 B．电源电压不稳 C．电源频率不稳 D．打点针s vAE xAE (10 2)102 m / s 0.2m / s
t总
4 0.1S
注意事项：
1.两个计时点之间的时间间隔T0=0.02s，一般选择5个计时 点为一个计数点，T=5×0.02s=0.1s（减小纸带长度测量误 差，0.1s方便计算）；
1.4用打点计时器测速度实验报告
1
高 一 物 理 实 验 报 告
1.4实验：用打点计时器测速度
一.打点计时器的原理
如右图示,当线圈通以50赫6-8伏交流电时(我国交流电的频率为50赫)，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周期一致，振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。
便打上一系列点。
这就是打点计时器的原理。
f=50hz T=1s/50=0.02s
二.实验步骤
1、把打点计时器接到低压交流电源上，电压旋钮打到6-8伏位置。
2、安装好纸带。
3、启动电源，用手水平地拉动纸带，在纸带上打出一系列小点，然后迅速关闭电源。
4、取下纸带，进行测量。
①测平均速度：
Δx= Δt= x
v t
∆==∆ ②测瞬时速度
如图示意，4、6两点的时间极短，故可以将4、6两点间的
位移Δx 除以对应时间Δt 近似认为是5点的瞬时速度V 5。
如此下去，测出各点的瞬时速度。
请根据你实际打出的纸带进行测量，并将数据记在表格中，完成计算。
计数点
1 2 3 4 5 6 与计数点对应的时刻 t /s 与计数点相邻的两点间距离Δx/m 与计数点相邻的两点间平均速度 计数点的瞬时速度V
③作v-t 图象？
Δx
0 2 3 1 7
贴
纸
带
位
置
t/s
V /（m.s -1）。
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。
江苏省南通市高中物理第一章实验用打点计时器测速度
1.4 实验：用打点计时器测速度【学习目标】1.了解打点计时器的结构、原理及用法2.会用纸带求速度，会根据v-t 图象处理数据 【学习重点】熟悉使用打点计时器、会用纸带求速度【学习难点】运用实验数据描绘v-t 图象，并会根据图象处理数据 【学习流程】 【自主先学】知识点1 打点计时器的构造与工作原理 1． 电磁打点计时器⑴它是一种 仪器，必须使用 电源， 工作电压在 V 以下。
当电源频率为50H Z 时，它每隔 s打一个点。
⑵主要构造： ⑶工作原理： 2． 电火花打点计时器⑴它必须使用 电源，但工作电压是 V 。
当电源频率为50H Z 时，它每隔 s 打一个点。
⑵主要构造： ⑶工作原理： 【组内研学】3．两种计时器的优缺点： 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.振针与复写纸之间的距离 例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. 瞬时速度 C.位移 D.平均速度 知识点2 打点计时器的使用步骤1．阅读课本P20 2．平均速度公式：txv ∆∆= （单位：m/s ） 【交流促学】知识点3 用打点计时器测速度1.计算手拉纸带在几个时刻的瞬时速度。
从能够看清的某个点开始，每隔0.1s ，即每5个点取一个计数点，标出0，1，2，…，5，如下图所示，然后测量包含计数点的一小段位移Δx ，同时记录对应的时间Δt ，记录在表1中，并根据v=Δx/Δt ，计算出0，1，2，…，5各点附近的平均速度。
表1 手拉纸带在几段时间中的位移和平均速度 位置 0 1 2 3 4 5 Δx/mΔt/sv (m.s-1)将表1中0，1，2，…， 5各点附近的平均速度当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入表2中，点0作为计时起点，t=0,通过表2便可看出手拉纸带的速度变化情况。
2.用图象表示速度表2 手拉纸带在几个时刻的瞬时速度位置0 1 2 3 4 5 t/s 0v (m.s-1)为了更直观的反映速度变化的规律，可以画速度—时间图象（即v—t图象）。
1.4用打点计时器测速度实验报告
高台县第一中学物理实验报告姓名班级学号指导教师得分实验名称：一.实验目的1.；2.3.。
二.实验原理1.认识仪器A.电磁打点计时器（1）构造：①，导线②，线圈③，永久磁铁④,震片⑤振针，⑥限位孔，⑦，复写纸⑧纸带，（2）工作条件：工作电压为V的电源,电源频率为50Hz时，每隔s打一个点。
2.实验原理（1）两种打点计时器当接通50 Hz的交流电时，都是每隔0.02 s打一个点三.实验仪器打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、导线等。
四.实验步骤五.实验结论六.数据处理1.表格法书P21页表格位置编号 A(0) B(1) C(2) D(3) E(4) F(5)(x n+x n+1)/mv/(m/s)七.误差分析及注意事项1.注意事项（1）电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用4-6 V以下交流电源；电火花计时器使用220 V 交流电源。
（2）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。
（3）使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定时再用手拉（释放）纸带。
（4）手拉(或重物)纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集；（5）复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，以保证打点清晰。
（6）选择测量点时，要排除初段密集区域的点，使测量更方便；确定运动时间时，不要将点子数n和点子间隔数（n－1）混淆；（7）原始数据是宝贵的实验资料，取下纸带后及时用箭头标明运动方向，实验的纸带贴在实验报告中，作为原始记录。
(8)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。
高中人教版物理必修1(课时作业与单元检测)：第一章 1.4 实验：用打点计时器测速度 Word版含解析
(10“快”或“慢”)，小车在0与1两点间的平均速度为慢0.3 m/s(20分钟，30分)知识点一电磁打点计时器和电火花计时器．下列关于打点计时器的说法中正确的是()．电磁打点计时器是利用振针上下振动，通过复写纸在纸带上留下一行小点．电火花打点计时器是利用火花放电的原理来工作的知识点二知识点三下图所示为同一打点计时器打出的4条纸带，其中，平均速度最大的是哪一条由图可知四条纸带所取点迹的总长相差不多，其中纸带所用时间最短，故其平均速度最大．某同学得到一条打点清晰的纸带，如图所示，要求测出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，已知交流，下列几种方法中最准确的是()0.12 s0.06 s0.04 s点的瞬时速度，最准确的应是用包含该点且与该点相邻的两点之间的平计算结果保留两位有效数字)．点间的中间时刻，求出0、2点间的平均速度即可认为是点的瞬时速度也可求出.0和6两个点的瞬时速度不便求出，需要注＝0.1 s ．根据v －＝x t得： x知识点四离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔均为0.10 s.试根据纸带上各个计数点间的距离，计算出打下B 、C 、D 、E 、F 时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留3位有效数字).v B v C v D v E v F 时速度随时间变化的关系图线．v Bv C v D v 0.400 0.479 0.560 0.640知将计算出的各点速度描在坐标纸上，并将各点用平滑的线连接起来，如下图所示．课后作业时间：45分钟满分：80分________姓名________分数．关于打点计时器的使用说法正确的是()在图中A、B两点之间，两条纸带(甲、乙)运动的时间之比是．无法比较假设打点计时器使用的是频率为50 Hz的交流电源，纸带上每打出两个相邻点8．打点计时器使用交流电源的频率为50 Hz ，在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，若交流电的频率变小了而未被发现，则测得小车的速度值与真实值比较将( )A ．偏大B ．偏小C ．无影响D ．无法判断【答案】A【解析】打点计时器打点的频率是由电源的频率决定的，且打点的频率等于电源的频率．当交流电的频率为50 Hz 时，打点计时器每隔0.02 s 打一个点；当交流电频率低于50 Hz时，打点计时器打点的时间间隔将大于0.02 s ，计算速度时如果仍按0.02 s ，由v ＝Δx Δt可知，将导致测量出的速度值大于其真实值．9.用如图所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度．已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4.0 mm ，遮光条经过光电门的遮光时间为0.040 s ．则滑块经过光电门位置时的速度大小为( )A ．0.10 m/sB ．100 m/sC ．4.0 m/sD ．0.40 m/s【答案】A【解析】遮光条经过光电门的遮光时间很短，所以可以把遮光条经过光电门的平均速度当作滑块经过光电门位置时的瞬时速度，即v ＝d /t ＝0.004 m/0.040 s ＝0.10 m/s.10．一打点计时器在纸带上依次打出A 、B 、C 、D 、E 、F 等一系列的点，测得AB ＝11.0 mm ，AC ＝26.5 mm ，AD ＝40.0 mm ，AE ＝48.1 mm ，AF ＝62.5 mm.根据测量数据，下列关于物体在AF 段运动速度的判断正确的是( )A ．速度不变B ．速度越来越大C ．速度越来越小D ．速度先变大再变小后变大【答案】D【解析】AB ＝11.0 mm ，BC ＝AC －AB ＝15.5 mm ，CD ＝AD －AC ＝13.5 mm ，DE ＝AE －AD ＝8.1 mm ，EF ＝AF －AE ＝14.4 mm ，物体在AF 段运动速度先变大再变小后变大，选项D 正确．二、非选择题11．用接在50 Hz 交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图所示．从比较清晰的点起，每五个计时点记为一个计数点，分别标为0、1、2、3、4、…，测得0与1两点间的距离为x 1＝30.0 mm,3与4两点间的距离为x 2＝48.0 mm ，则小车在0与1两点间的平均速度为________m/s ，在3与4两点间的平均速度为________m/s.【答案】0.3 0.48【解析】每五个计时点记为一个计数点，说明相邻两计数点间的时间间隔t ＝5T ＝0.1 s ，根据平均速度的公式v －＝x t 得，小车在0与1两点间的平均速度为v －1＝x 1t＝0.3 m/s ，在3与4两点间的平均速度为v －2＝x 2t＝0.48 m/s. 12．某学生在用电磁打点计时器做测定小车速度的实验时，其开始时的装配图如图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来．电磁打点计时器必须接交流电源，而图上所接为直流电源，时，小车离定滑轮端太近，向前运动的余地太小，致使纸带上留下的计时点过少，来不便，产生较大误差，即小车离滑轮端太近不妥．．某同学在一次实验中，用打点计时器(频率为50 Hz，即每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、个点未画出．其中x1＝7.05 cm、x2＝7.67 cm、x各相邻计数点间的时间间隔T＝________s.点小车运动的平均速度为________m/s，在保留两位有效数字)0.98由交流电的频率为50 Hz，知相邻两点的时间间隔为一个计数点，则各相邻计数点间的时间间隔Δt＝5T＝0.1 s.ΔxΔt得：8.91＋9.53＋10.15cm/s2.38 cm，x4＝2.88 cm，x5＝3.39 cm，x6＝3.87 cm.那么：在计时器打出点4时，求小车的速度．在平面直角坐标系中作出速度－时间图象，并分析小车的速度如何变化．(1)31.35 cm/s(2)见解析由图象可知小车速度均匀增加．。
1.4 实验：用打点计时器测速度
交流 【例1】电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器，它的工作 电磁打点计时器是一种使用______电源的计时仪器， ______电源的计时仪器 低于6 低于6 0.02 电压是________ 当电源频率是50 Hz时 它每隔______ 电压是________ V，当电源频率是50 Hz时，它每隔______ s打一 限位孔 次点。使用打点计时器时，纸带应穿过________ ________， 次点。使用打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸应套在 定位轴 上 低压交流 ________上 并要放在纸带的____ ____面 应把________ ________电源用导线接 ________上，并要放在纸带的____面；应把________电源用导线接 接线柱 接通电源 _________上 打点时应先__________ 再让纸带运动。 __________， 在_________上；打点时应先__________，再让纸带运动。 【解析】电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于１０ V低 电磁打点计时器是一种测量时间的仪器，使用低于１０
使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： 使用电火花计时器分析物体运动情况的实验中： A、B、D、E、C 、 、 、 、 在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____________________ ____________________。 ⑴在如下基本步骤中，正确的排列顺序为____________________。 A.把电火花计时器固定在桌子上 A.把电火花计时器固定在桌子上 B.安放纸带 B.安放纸带 C.松开纸带让物体带着纸带运动 C.松开纸带让物体带着纸带运动 D.接通 接通220 V交流电源 D.接通220 V交流电源 E.按下脉冲输出开关 按下脉冲输出开关， E.按下脉冲输出开关，进行打点 在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________ __________上 ⑵在安放纸带时，要检查墨粉纸盘是否已经正确地套在__________上， 纸盘轴 墨粉纸盘 还要检查_____________是否夹在纸带之间。 _____________是否夹在纸带之间 还要检查_____________是否夹在纸带之间。
1.4 实验：用打点计时器测速度
（2）电火花计时器
① 构造：
② 原理：脉冲电流经放电针、墨粉纸盘放电
③ 工作电压：交流220V
④ 打点频率: 50Hz 计时时间间隔：0.02S
⑤ 火花放电基本不会阻碍纸带的运动，误差较 小。
3、测速原理
（1）研究纸带 → 研究物体运动
（2）“点” ：物体某个时刻的位置 （3）“点距” ：物体在相应时间间隔内的位移大 小 0.02 （4）时间间隔：电源频率50Hz，每隔______秒打 一个点
答案： 0.10 m/s 0.27 m/s
10．用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量 物体的瞬时速度．如下图所示，滑块在牵引力的 作用下先后பைடு நூலகம்过两个光电门，配套的数字毫秒计 记录了遮光条通过第一个光电门的时间为 Δt1＝ 0.29 s，通过第二个光电门的时间为 Δt2＝0.11 s， 已知遮光条的宽度为 3.0 cm，试分别求出滑块通 过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小．
相对误差：是绝对误差与测量值之比，常用百分
数表示，它反映了实验结果的精确程度。(两物 体的长度分别是1cm和100m,误差为0.1cm和1m, 后者测量的可靠程度要高些)
二、有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字
第一章 运动的描述
1.4 实验：用打点计时器测速度
一、打点计时器: 做一做：自制打点计时器 你的左手拿一块表，右手拿一支 画笔。你的同学牵动一条长纸带，使 纸带在你的笔下沿着直线向前运动。 每隔1s你用画笔在纸上画一个点。(通 过打的个数，计算出运动的时间)
4、操作步骤
（1）固定打点计时器。 （2）安装纸带 （3）启动电源后，拉纸带，随后立即关闭电源 （4）取下纸带，从能看清的某个点开始，往后 数若干个点。由此数出n个点，计算出纸带从第 一个点到第n点的运动时间
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教学目标一、知识与技能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，并学会使用打点计时器。
2. 通过实例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。
3. 通过实例学会用打点计时器测量瞬时速度。
4. 学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
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．通过实验得出物体的运动信息，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。
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。
三、情感、态度与价值观1. 体验实验中理性思维的重要，既要动手，又要动脑。
2. 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。
3. 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。
考点同步解读高考中对本节内容很少单独命题，往往与后续学习的内容综合起来考察，涉及的内容主要有应用打点计时器研究物体的运动，运用v-t图像描述物体的运动等，作为后续学习的重要基础，同学的应牢固掌握本节内容。
1.利用打点纸带研究物体的运动2.应用图像描述物体的运动核心素养聚焦1.了解电磁打点计时器，电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理。
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，会用这种方法计算顺序速度。
4.是运用实验数据画出v-t图像，并会根据画出的图像描述物体运动速度的变化特点。
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。
1.4 实验：用打点计时器测速度 优秀教案优秀教学设计 高中物理必修一第一章：运动的描述 (10)
第4节实验：用打点计时器测速度三维目标知识与技能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—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—时间图象，能从图象中获取有用的信息.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.通过实验得出物体的运动信息，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.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..情感态度与价值观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.体验用图象的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.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.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教学难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力教具准备：多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸课时安排：2课时教学过程：1.认识打点计时器电磁打点计时器（1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：1、接线柱2、线圈3、永久磁铁4、振片5、振针6、限位孔7、定位轴8、复写纸9、纸带电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生位移的仪器，它使用低压交流电源，由学生电源供电，工作电压在 6伏以下，当电源的频率是50 Hz时，它每隔 0.02s 打一个点，通电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，接通电源后，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。
1.4 实验： 用打点计时器测速度(备作业)(解析版)-2020-2021学年高一(人教版必修1)
1.4 实验：用打点计时器测速度（同步练习）(解析版)一、单选题（本大题共15小题）1.打点计时器打点的周期，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. 振针与复写纸间的距离．【答案】B【解析】本题考查了打点计时器；对于基本仪器的使用和工作原理，我们不仅从理论上学习它，还要从实践上去了解它，自己动手去做做，以加强基本仪器的了解和使用。
了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等。
【解答】打点计时器的打点周期决定于交变电流的频率；故ACD错误，B正确。
故选B。
2.如图，某次实验得到一条纸带，A，B，C，D，E分别表示纸带上连续打印的点，打点计时器所用的电源频率为50Hz，根据图示数据可知()A. 纸带做匀速运动B. 相邻两点的时间间隔为0.1sC. 打B点时纸带的瞬时速度为0.31m/sD. A与C之间纸带平均速度为1.56m/s【答案】D【解析】A.根据相等时间内的位移之差是否为零，即可判定纸带能否匀速运动；B.根据频率为50Hz，从而确定相邻两计数点的时间间隔；C.根据平均速度的定义求解AC段的平均速度；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小。
要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．注意单位的换算。
A.由纸带可知，BC=6.24cm−2.92cm=3.32cm；CD=9.95cm−6.24cm=3.71cm；在任意相等的时间内，位移不相等，则纸带不是匀速运动，故A错误；B.由于电源频率为50Hz，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.02s，故B错误；C.根据平均速度的定义得AC段的平均速度v AC=x AC tAC =0.06242×0.02m/s=1.56m/s，故C错误；D.根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小，v B=v AC=1.56m/s，故D正确；故选D。
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每课一练（人教版必修1）班级________组别________姓名____________1．打点计时器是一种使用_____流电源的_______仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔______s 打一次点。
如果每打5个取一个计数点，则相邻两个计数点间的时间间隔为______秒。
2．使用电磁打点计时器时，纸带应穿过________，复写纸片应放在纸带的________面，打点时应________接通电源，________释放纸带。
3．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为________m／s，在A、D间的平均速度为________m／s，B点的瞬时速度更接近于________m／s。
4．上面是四位同学在测定匀速直线运动的小车的速度时分别打出的四条纸带，纸带上的点迹比较理想的是（）5．在“使用打点计时器测速度”的实验中，不需要的仪器是 ( ) A．停表 B．刻度尺 C．纸带 D．打点计时器6．关于计数点的下列说法中，不正确的有 ( ) 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，相邻计数点间点痕的个数相等。
7．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8.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是 ( )A．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面；B．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源；C．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。
D．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车；9．利用打点计时器打出的纸带（） A．一定能准确地求出某点的瞬时速度B．只能粗略地求出某点的瞬时速度C．只能粗略地求出某段时间内的平均速度D．可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度10．对纸带上的点迹说法不正确的是（）A．点迹记录了物体运动的时间。
1.4实验：用打点计时器测量小车的速度
1.4实验：用打点计时器测量小车的速度一、实验目的1．进一步练习使用打点计时器，通过纸带上打出的点测量瞬时速度．2．通过实验获取数据，利用图像处理实验数据．二、实验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（Δt趋近于0），用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．均速度表示，即根据v̅＝∆x∆t三、实验器材电磁打点计时器(或电火花打点计时器)、学生电源(电火花打点计时器使用220 V交流电源)、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、重物、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等．四、实验操作1．安装实验器材．把打点计时器固定在长木板没有滑轮的一边，纸带前端固定在小车后部，然后穿过打点计时器，小车前端的细绳穿过定滑轮垂下，如图所示．2．使小车在木板上保持静止，并靠近打点计时器，开启打点计时器的电源开关．打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动．待小车运动约一半距离时，松开手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端．纸带上会留下一系列点迹．注：①计时点和计数点的比较a计时点是打点计时器在纸带上打出来的点．b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．选择点迹清晰的点开始，通常每5个计时点取一个计数点，相邻计数点的时间间隔为0.1 s.②打点纸带的数据如何测量误差更小测量各段距离时，用长尺一次性完成较好，以减小实验误差，不要用短尺分段测量．五、处理数据1．在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间，把第1个点标为O ，而后依次标为A 、B 、C 、D 、E ……,如图1-4-2所示2．用刻度尺测量出各点的位置(一般使刻度尺的零刻度线与0点对齐，即0点的位置记为0)，并记录在表中．3．计算两相邻计时点间的位移x OA 、x AB 、 x BC 、x CD ……并记录在表中．4．利用公式v̅＝∆x∆t （Δt 趋近于0）计算纸带上各相邻计时点间的平均速度，v̅O A 、v̅A B 、v̅B C 、v̅C D …….5．(1)根据v ̅＝∆x∆t （Δt 趋近于0）计算出的速度可以代表在Δx 这一段位移内任意一点的瞬时速度，这里我们用相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度（例如把oA v 当作o v ），将数据填入表中．(2)利用v t图像分析物体的运动: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v t图像．六、误差分析1．打点计时器打点周期不稳定．2．根据纸带测出的位移存在偶然误差．注：系统误差和偶然误差(1)系统误差a来源：实验原理不够完善，实验仪器不够精确，实验方法粗略．b特点：实验结果与真实值的偏差总是偏大或偏小．c减小方法：优化实验原理，提高实验仪器的测量精确度，设计更精巧的实验方法．(2)偶然误差a来源：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的．例如，用刻度尺多次测量长度时估读值的差异，电源电压的波动引起测量值的微小变化等．b特点：多次重复测量时，偶然误差有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的概率比较接近．c减小方法：多次测量取平均值可以减小偶然误差．六、注意事项1．打点前，应使物体停在靠近打点计时器的位置．2．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后再释放小车．3．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．4．使用电磁打点计时器时，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度．5．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．6．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)．读数时应估读到毫米的下一位．。
1.4打点计时器实验报告
实验：用打点计时器测速度班级：时间：第课小组成员〖新课预习〗1电磁打点计时器：它是一种使用电源的计时仪器。
工作电压为V, 当电源的频率是50Hz时, 它每隔打一次点。
使用时纸带应穿过并压在复写纸的。
2、电火花计时器：它是一种使用电源的计时仪器。
工作电压为V, 当电源的频率是50Hz时, 它每隔打一次点。
它是利用在纸带上打出点迹。
3、电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个可能引起的误差更小些？为什么?4、运动物体带动纸带通过打点计时器，纸带上的点相应地表示出运动物体在不同时刻的位置，纸带上各点之间的距离表示。
〖练习使用电磁打点计时器.〗实验目的：学会使用打点计时器及利用打上点的纸带研究物体的运动（位移、时间、速度）实验器材：实验步骤：（1）：（2）：（3）：将纸带粘在下图位置：【纸带分析计算平均速度】（1）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点, 点之间的间隔数为个，计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间 s。
（2）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。
（3）利用公式Δυ=Δχ/Δt计算出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1中。
(必须明确所求的是那两段的平均速度。
例如AB段或者BD段)哪一段点子数n 点子间隔数n-1运动时间Δt/s位移Δχ/m 平均速度υ/ ( m•s )思考：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？【纸带分析测量瞬时速度】先在纸带上选取点能看清的一段，用字母O 、A、B、C、D、E、F、G……标出计数点, 某点B的瞬时速度可以粗略地由包含B点在内的两点间的平均速度来表示。
（注意：在粗略计算B点的瞬时速度时，如果取离B点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近B点的瞬时速度，但是距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选择这两个点。
）测量包含某个测量点在内的一段位移Δχ，记录在表2中，同时记录对应的时间Δt，记下这些点的瞬时速度。
必修1第1_4用打点计时器测速度-教案
§1.4实验：用打点计时器测速度【教学目的】1、知道打点计时器和电火花计时器的结构、工作原理、打点间隔。
2、理解使用打点计时器记录物体运动规律的原理。
3、能通过纸带分析物体的运动时间、位移、平均速度，并能绘出v-t图象。
【教学重点】能通过纸带分析物体的运动时间、位移、平均速度，并能绘出v-t图象。
【教学用具】打点计时器、电火花计时器、学生电源、复写纸、纸带、导线、小车、轨道、重物。
【课时】1课时【教学过程】〖新课引入〗亲自体验：你左手拿一块表，右手拿一支笔，请你同桌拉动一张宽约1cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线向前移动，每隔1s用笔在纸上点一个点。
思考一下，相邻两点间的距离跟纸带的速度有什么关系？假设牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点间的时间有没有影响？【自主学习】一、实验原理1．两种打点计时器(电磁打点计时器和电火花计时器)在接通50 Hz的交流电源时，打点时间间隔都是0.02 s.2．当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相对应地表示出物体在不同时刻的位置，纸带上各点之间的间隔就表示相对应时间间隔中物体的位移，根据平均速度的定义式v＝ΔxΔt，当Δt很短时，能够认为ΔxΔt等于t时刻的瞬时速度．二、实验器材打点计时器(电磁打点计时器或电火花计时器)、纸带、刻度尺、交流电源、导线等．三、实验步骤1．把电磁打点计时器固定桌子上，让纸带穿过限位孔，压在复写纸的下面．2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与电源的接线柱相连接．3．打开电源开关，用手水平地拉动纸带使它在水平方向上运动，纸带上就打下了一系列点．4．关闭电源，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，假设共有n个点，那么点的间隔数为n－1个，纸带的运动时间Δt＝0.02(n－1) s.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．7．从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,并标明A、B、C、D…，如下列图，测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3….四、数据处理1．表格法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、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T，vD＝x4＋x52T…把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。
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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。
3、求位移，位移在数值上等于图象与坐标轴围成的面积。
4、确定物体运动的初速度，初速度为t=0时刻图线与v轴的交点。
5、确定物体的运动方向，由图线所处区域来确定。
若图线处于v轴正半轴区域则物体运动方向与规定正方向相同；若图线处于v轴负半轴区域则物体运动方向与规定正方向相反。
6、确定物体的加速度a，由直线的斜率k来确定加速度，a=k
7、确定物体加速度的方向，由图线的趋势来确定。
若直线是上升趋势则k>0即a>0,加速度a与规定正方向相同；若直线是下降趋势则k<0即a<0，加速度a与规定正方向相反。
【堂清训练】
1：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
2：如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动（）。