高中物理 1.4实验 用打点计时器测速度导学案(新人教版)必修.doc

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1、第一章运动的描述第四节用打点计时器测速度学习目标】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，并学会安装并使用打点计时器。2.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和测量瞬时速度。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。【重点、难点】重点：提取纸带信息并测算平均速度和瞬时速度；难点：描点法画图象的方法。预习案【自主学习】1．电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定时间内发生的位移的计时仪器，它使用交流电源，由学生电源供

2、电，工作电压在6_V以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02_s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．这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点．如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的位移．2．电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较小，实验误差也就比较小．3．用打点计时器

3、测量瞬时速度时是利用了平均速度的公式v＝，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过某点的瞬时速度．4．速度—时间图象(v－t图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象.【学始于疑】探究案【合作探究一】一、练习使用打点计时器1．实验步骤：(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面．(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V的低压交流电源上．(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点．(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始

4、，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02s.(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＝计算出纸带在这段时间内的平均速度．2．误差分析：(1)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，再拉动纸带．(2)手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集．(3)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．(4)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

5、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．3．数据处理：把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D、…作为“计数点”，如图1所示，依次测出O到A、A到B、B到C、…之间的距离x1、x2、x3、….图1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：vA＝、vB＝、vC＝、vD＝、….把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.位置ABCDEF(xn＋xn＋1)/mv/(m/s)问题：在使用打点计时器时，纸带上出现下列情况各是什么原因造成的

6、？应如何调节？(1)打点不清晰(不打点)．(2)打出的是短线，而不是点．【合作探究二】用图象表示速度1．v－t图象：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，即得到如图2所示的v－t图象．图22．v－t图象的意义：v－t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹．3．匀速直线运动的v－t图象(1)匀速直线运动的v－t图象是与时间轴平行的直线，如图3所示，直线a、b分别表示va＝4m/s，vb＝8m/s.图3(2)从

7、匀速直线运动的v－t图象中不仅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根据位移公式x＝vt，在v－t图象中就对应着边长分别为v和t的一个矩形面积，如图4中画斜线的部分．图4问题你能根据v－t图象判断物体的运动情况吗？图5是一个物体运动的v－t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样变化的．图5(1)物体从静止开始运动还是具有一定的初速度？(2)速度的大小是否变化？怎样变化？(3)运动方向是否变化？　　　　　　　　　　　　　　　　　　归纳总结【课堂小结】【思考】许多变化过程可以用图象来表示，如气温的变化、股票的涨

8、跌等，用这种形式表示变化过程有什么优点？【当堂检测】1．接通电源与让纸带(随物体)开始运动，这两个操作的先后关系应当是(　　)A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源C．释放纸带的同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以2．打点计时器打出的纸带(　　)A．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．能准确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