2019-2020年高一物理《第4节 实验：用打点计时器测速度》学案.doc

2019-2020年高一物理第4节 实验：用打点计时器测速度学案班级_簇号_姓名_ 学号_学习要求基本要求1.知道电磁打点（电火花）计时器的结构及名称.2.知道电磁打点（电火花）计时器的作用，说出所使用的电源电压及打点计时器打相邻两个点的时间间隔.3.掌握电磁打点（电火花）计时器的使用方法.4.能设计“用打点计时器测速度”的实验记录表.5.会根据纸带上点迹的疏密程度判断速度的大小，计算物体运动的平均速度.6.理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这个思想方法计算瞬时速度.7.能运用实验数据描绘vt图象，并根据画出的图象说明物体运动的快慢.发展要求会合理选取计算瞬时速度时的时间间隔.说明1.不要求了解电磁打点（电火花）计时器内部结构和技术细节.2.不要求理解借助传感器用计算机测速度的原理.3.不要求理解气垫导轨和数字计时器研究运动的原理.自主学习知识梳理自主探究1.打点计时器（1）电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定_内发生_的仪器，它使用_电源，由学生电源供电，工作电压在_以下.当电源的频率是50 Hz时，它每隔_打一个点.使用打点计时器时，纸带应穿过_，复写纸应套在_，并要放在纸带的_面；应把_电源用导线接在_上；打点时应先_，再让纸带运动.（2）电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，也使用_电源，工作电压为_，不过它利用_在纸带上打出点迹，纸带运动时受到的阻力_，实验误差也_.（3）图141为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件代号.它们的名称分别是：_，_，_，_，_，_，_，_. 图1412.用打点计时器测量瞬时速度在纸带上选取两个相近的点，测出位移x和时间t，则_是纸带在这段时间上的平均速度，时间越短，平均速度越接近于某一点的瞬时速度.因此当时间较短时，其平均速度可以表示_.3.用图象表示速度物体的运动可以用图象描述.以_为纵轴，_为横轴建立直角坐标系，来描述_的变化规律.1.打点计时器工作电源能用直流电吗？2.电火花计时器和电磁打点计时器工作条件有何不同？3.在利用打点计时器打出的纸带求某点的瞬时速度时，时间间隔大一点好还是时间间隔小一点好？例题剖析应用点一：理解打点计时器的原理 例1：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，振针每隔_s打一个点.现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于50 Hz时，如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实数值_.拓展练习11：当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕.下列关于纸带上点痕的说法中，哪些是正确的（ ）A.点痕记录了物体运动的时间B.点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C.点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状D.纸带上点痕的分布情况，反映了物体的运动情况应用点二：纸带分析、测量和计算 例2：打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图147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.图147误区警示：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度，但这两点并不是靠的越近越好.因为两点距离太小，距离上测量的相对误差将会变大.拓展练习21：一打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图148所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时_s，位移为_m，这段时间内纸带运动的平均速度是_m/s，BC段平均速度是_m/s，AD段平均速度是_m/s.图148应用点三：速度时间图象（vt） 例3：A、B两物体做直线运动的vt图象如图149所示，则A的运动速度大小为_m/s，B的运动速度大小为_m/s.A和B的速度方向_，（填“相同”或“相反”）A的速度_B的速度.（填“大于”“等于”或“小于”），物体A在3 s内的位移是_方向_，物体B在4 s内的位移是_m，方向_.图149图1410点评：学会从图象中获取信息，速度时间图象表示速度随时间的变化规律.拓展练习31：物体沿直线运动的vt图象如图1410所示，根据图象分析5 s内物体的运动情况.【自学问题记录】课堂练习1.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，我们不用公式计算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.用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，应当先进行的操作是（ ）A.先拉动纸带B.先合上开关 C.拉动纸带和合上开关同时进行D.先进行哪个操作都可以3.如图1413所示，是同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是（ ）图14134.一同学在使用打点计时器时，纸带上打出的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5.针对第5题出现的问题，应如何调节（ ）A.降低电源的频率B.提高电源的电压C.降低电源的电压D.缩短振针的长度6.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1416所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4量得0与1两点间距离x1=30 mm，3与4两点间的距离x2= 48 mm，则：（1）小车在0与1两点间平均速度为多少？（2）小车在3与4两点间平均速度为多少？图14167.如图1417所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度.图1417【课后作业】1、认真阅读课本；2、完成课堂练习；3、完成课后作业【学习后记】印6份第一章运动的描述 第4节 实验：用打点计时器测速度例1：解析：本题考查电磁打点计时器的使用及其测量原理.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，当交流电的频率低于50 Hz时，打点计时器打一次点的时间间隔t将大于0.02 s，即t时间内的位移我们用0.02 s的位移计算（），因此测出的速度将比真实值偏大.例2：解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s.AC间的距离为1.40 cm=0.014 0 m，AD间的距离为2.50 cm=0.025 0 m.由公式v=得，vAC= m/s=0.35 m/s，vAD= m/s0.42 m/s.B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.例3：解析：由图象可知：A和B都做匀速直线运动，A的速度大小为10 m/s，B的速度大小为5 m/s，A沿规定的正方向运动，B的运动方向跟规定的正方向相反，所以A、B速度方向相反.速度的正、负只表示方向不表示大小，所以A的速度大于B的速度.A的位移等于图中A的图线下方与t轴围成图形的面积x1=v1t=30 m，因为在t轴上方故位移方向与规定正方向相同.B的位移等于图线与t轴围成的面积x2=v2t=20 m，因为在t轴的下方，故位移方向与规定的正方向相反.拓展练习11：ABD拓展练习21：0.04 2.80102 0.70 1.10 0.76演练广场1.AB 2.B 3.A 5.D 5.CD 6.答案：（1）0.30 m/s （2）0.48 m/s7.答案：0.26 m/s 0.30 m/s 0.34 m/s