河南省焦作市沁陽一中高中物理 1.4 實驗 用打點計時器測速度導學案 新人教版必修1(1).doc

1.4實驗：用打點計時器測速度【導學目標】1.了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的基本構成，知道打點計時器的計時原理，并學會安裝并使用打點計時器。2.學會根據(jù)紙帶上的點分析速度的變化情況，并學會測定平均速度和測量瞬時速度。3.明確速度時間圖象的意義，描點法畫圖象的方法，并畫出實驗中的速度時間圖象。【導學過程】1.打點計時器的認識電磁打點計時器是一種使用低壓交流的計時儀器，其結構如圖所示。它的工作電壓是6v以下。電源頻率是50hz時，它每隔o02s打一個點。電火花計時器是利用火花放電時在紙帶上打出小孔而顯示出點跡的計時儀器，其結構如圖所示。使用時，墨粉紙盤套在紙盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當接通220v交流電源，按下脈沖輸出開關時，計時器發(fā)出的脈沖電流經接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸產生火花放電。于是在運動的紙帶上就打出一列點跡。當電源頻率是50hz時，它每隔o02s打一次點。如果把紙帶跟運動的物體連接在一起，打點計時器便在紙帶上打下一系列的點，這些點既記錄了運動物體在不同時刻的位置，也記錄了相應的時間。通過對紙帶上點子之間距離的研究，可以了解物體運動的情況。注意事項：打點計時器在紙帶上應打出輕重合適的小圓點，如遇到打出的是短橫線，應調整一下振針距復寫紙片的高度，使之增大一點。使用計時器打點時，應先接通電源，待打點計時器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。釋放物體前，應使物體停在靠近打點計時器的位置。使用電火花計時器時，應注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點計時器時，應讓紙帶通過限位孔，壓在復寫紙下面。（1)電磁打點計時器使用的是_(填直流或交流電),其工作電壓為_(2)我國交流電的頻率為50hz,使用這種電源時,每隔_秒打一個點,即相鄰兩個點之間的時間間隔是_.（3）電火花計時器使用的是_(填直流或交流電),其工作電壓為_(4)電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力比較_,實驗誤差也就比較_?！窘涣髋c討論】導疑1.振針打的點不清晰或打不出點可能有哪些情況?導疑2.為什么要先打開電源讓打點計時器先工作12s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點計時器的電源?2操作步驟：了解打點計時器的結構，然后把它固定在桌子上。把紙帶裝好。啟動電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后立即關閉電源。取下紙帶，從能夠看清的某個點開始，往后數(shù)出若干個點，如果數(shù)出n個點, 這些點之間的間隔數(shù)為_個， 計算出紙帶從第一個點到第n點的運動時間用t = _ s。用刻度尺測量出從第一個點到第n個點的距離。 利用公式=_計算出紙帶在這段時間內的平均速度，把測量和計算的結果填入表1中。表1： 紙帶在某段時間內的平均速度點子數(shù)n點子間隔數(shù)n-1運動時間t/s位移/m平均速度/ ( m/s )【典型例題1】 電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據(jù)打點計時器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（ ）a時間間隔 b位移 c瞬時速度 d平均速度【導練1】在“練習使用打點計時器”的實驗中，下列操作正確的是 ( )a打點前，小車應靠近打點計時器，要先接通電源，待計時器開始打點再釋放小車；b要舍去紙帶上密集點，然后選取計數(shù)點。c打點頻率為50hz，每四個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點之間的時間間隔為0.1sd實驗中應使小車速度盡量小些【導練2】在練習使用電火花打點計時器的實驗中，某同學操作中有以下實驗步驟，步驟順序排列正確的是 ( )把計時器上的電源插頭插在交流220 v電源插座上，按下脈沖輸出開關，用手水平的拉動兩條紙帶，紙帶上就打下一列小點把電火花計時器固定在桌子上 將紙帶穿過打點計時器的限位孔，檢查墨粉紙盤是否已經正確的套在紙盤軸上，檢查兩條白紙帶是否已經正確的穿好，墨粉紙盤是否已經夾在兩條白紙帶之間用刻度尺測量紙帶通過的距離x 取下紙帶數(shù)一下紙帶上共有多少個點，記為n，則點子的間隔數(shù)為（n -1），紙帶的運動時間為（n -1）0.02 s 計算紙帶運動的平均速度： v=x/t, 把結果填入下表：點子數(shù)n點子間隔數(shù)n -1運動時間t/s位移x/m平均速度v/(ms-1) a b. c. d. 3.用打點計時器測量瞬時速度思想方法：用某段時間內的平均速度粗略代表這段時間內的某點的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點，這種描述方法越準確.示例：如圖144，測量出包括e點在內的d、f兩點間的位移x和時間t，算出紙帶在這兩點間的平均速度=，用這個平均速度代表紙帶經過e點時的瞬時速度.圖144可以大致表示e點的瞬時速度，d、f兩點離e點越近，算出的平均速度越接近e點的瞬時速度.然而d、f兩點距離過小則測量誤差增大，應該根據(jù)實際情況選取這兩個點.學生根據(jù)粗略表示某點瞬時速度的方法，選擇合適的計數(shù)點，測量包含這個點的一段時間內的位移x，同時記錄對應的時間t，根據(jù)=算出各點附近的平均速度，把它當作計時器打下這些點時的瞬時速度?！镜湫屠}2】如圖145所示，打點計時器所用電源的頻率為50 hz，某次實驗中得到一條紙帶，用毫米刻度尺測出各點間的距離為：ac=14.0 mm，ad=25.0 mm.那么由此可以算出紙帶在ac間的平均速度為_m/s，紙帶在ad間的平均速度為_m/s；b點的瞬時速度更接近于_m/s.圖1454.用圖象表示速度以速度v為縱軸，時間t為橫軸在方格紙上建立直角坐標系，根據(jù)表3中的v、t數(shù)據(jù)，在坐標系中描點，用一條平滑曲線來“擬合”坐標系中描出的點，這就是速度時間圖象（v-t圖象）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的最大值和最小值合理選取x、y軸的單位長度，使所描的圖象充滿坐標平面的大部分空間?！镜湫屠}3】如圖所示，是一條利用打點計時器打出的紙帶，0、1、2、3、4、5、6是七個計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點之間還有四個點未畫出，各計數(shù)點到0的距離如圖所示,求出各計數(shù)點的瞬時速度并畫出速度一時間圖線。【導練3】如圖所示是用打點計時器測瞬時速度實驗時得到的一條紙帶的一部分，從0點開始依照打點的先后依次標為0、1、2、3、4、5、6，現(xiàn)在量得0、1間的距離x1=5.18 cm，1、2間的距離x2=4.40 cm，2、3間的距離x3=3.62 cm， 3、4間的距離x4=2.78 cm，4、5間的距離x5