1.4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（两课时）

一、教学目标

1.了解电磁打点计时器，电火花计时器的基本构成，理解打点计时器的计时原理

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。

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

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、教学过程

第一课时，认识和练习使用打点计时器。

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) 说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。

(3) 复写纸放在纸带上边还是下边?

(4) 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?日本的交流电频率是60Hz,打点计时器还能用吗？能用，相邻两个点之间的时间间隔是多少?

(5) 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?

(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?

电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点

既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距

离的研究，可以了解物体运动的情况。

注意事项：

①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振

针距复写纸片的高度使之增大一点。

②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。

③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。

④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。

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) 课堂练习

1、电磁打点计时器是一种使用_________(交流?直流?)电源的________仪器，它的工作电压是

________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。

2、一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）

A．接在直流电源上 B．电源电压不稳

C．电源频率不稳 D．打点针压得过紧

解析：A．接在直流电源上不会打点。A错。

B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。

C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。

D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。

答案：D

3、电磁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．加速度 D．平均速度

解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。

用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。

从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。

答案：AB

4、电磁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，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么?

解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．

点评：有关实验误差的分析对学生来说是一个难点，突破方法是根据实验原理分析，同学们应该仔细体会，理解．

课堂小节：知道打点计时器的原理，学会使用打点计时器。

课后作业：预习P20-22用打点计时器测量瞬时速度、用图象表示速度两个专题，从自己打的纸带中选择一条点迹清晰的完成两专题的内容。

课后反思：

第二课时：学会纸带数据数理和用图象表示速度。

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。

(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: