高中物理《实验 用打点计时器测速度》学案2 新人教版必修1.doc

4用心爱心专心《实验：用打点计时器测速度》学案学习目标1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。2、会安装并使用打点计时器。3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。4、明确速度—时间图象的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。知识要点1、实验原理：（1）电磁打点计时器：它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器当通过4—6V低压交流电时在线圈和永久磁铁的作用下振片便上下振动起来位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点这时如果纸带运动振针就在纸带上打出一系列点当交流电源频率为50Hz时它每隔0.02s打一点即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。（2）电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。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纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时它也是每隔0.02s打一次点即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。电火花计时器工作时纸带运动时受到的阻力小比电磁打点计时器实验误差小。打在纸带上的点记录了纸带运动的时间如果把纸带跟物体连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。2、带分析物体的运动情况并能计算平均速度。（1）在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s（电源频率为50Hz）所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。（2）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。这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。3、粗略计算瞬时速度。某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。vE≈vDG或vE=vDF。说明：在粗略计算E点的瞬时速度时可利用公式v=△x/△t来求解但须注意的是如果取离E点越接近的两点来求平均速度这个平均速度越接近E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取这两个点。4、v-t图象与其画法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。5、实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器）及纸带、刻度尺、电源、导线等。6、注意事项（1）电源电压要符合要求电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源；电火花计时器要使用220V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后再用手拉纸带。（4）手拉纸带时速度应快一些以防点迹太密集。实例探究打点计时器及应用［例1］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打点计时器直接测量的量［例2］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［例3］用接在50Hz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下图所示从比较清晰的点起每五个打印点取一个记数点分别标明0、l、2、3、4……量得0与1两点间距离x1=30mm3与4两点间的距离x2=48mm则小车在0与1两点间平均速度为m／s。解析：0～1两点间的平均速度m/s课后练习1.小明以同一个打点计时器固定頻率下測量小車拉動紙帶甲、乙、丙、丁的運動速度每次車子都是自右向左运动四段紙帶的長度都相同。則下列叙述哪些是正确？（AB）A.紙帶甲打點均勻表示車子的速度一定B.紙帶乙显示的平均速度最大C.紙帶丙表示的速度越来越小D.紙帶丁表示小車的速率越來越大2.某同学在“用打点计时器测速度”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