高中物理 14实验用打点计时器测速度精品课件 新人教必修1
高中物理人教版必修一教学案：第一章 第4节 实验：用打点计时器测速度
第4节实验：用打点计时器测速度
一、实验目的
1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用。
2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。
3．能利用v -t图像分析物体的运动。
二、实验原理
1．两种打点计时器的对比
电火花计时器 电磁打点计时器
结构图示
工作电压 220 V交流电 6 V以下交流电
打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上、下振动
打点周期 0.02 s 0.02 s
记录信息 位置、时刻和位移、时间
2．电磁打点计时器的工作原理
如图1-4-1所示，当给电磁打点计时器的线圈通电后，线圈产生磁场，线圈中的振片被磁化，振片在永久磁铁磁场的作用下向上或向下运动，由于交流电的方向每个周期要变化两次，因此振片被磁化后的磁极要发生变化，永久磁铁对它的作用力的方向也要发生变化。振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时，便会打上一系列点。
图1-4-1
3．电火花计时器的工作原理
电火花计时器是利用电火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带间，当接通220 V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。
4．测平均速度、瞬时速度的原理
与运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，这两点间的时间间隔Δt，则平均速度v＝ΔxΔt。当Δt很短时，可以认为ΔxΔt为t时刻的瞬时速度。
三、实验器材
电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220 V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。
四、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6 V的低压交流电源上。
人教高中物理必修一第1章4用打点计时器测速度实验报告
人教高中物理必修一第1章4用打点计时器测速度实验报告
班级 组号 学号 姓名 实验时间
实验称号 4 实验：用打点计时器——测速度
实验原理 要测量打点计时器打某一点时纸带运动〔小车运动〕的瞬时速度，先测量该点左、右两边的两个计数点之间的距离，计算出打左、右两点时的时间距离，再用左右两点之间的平均速度，替代中间点的瞬时速度。
实验器材 带有滑轮的铝质导轨，小车，打点计时器，纸带，导电粉墨纸盘〔或复写纸〕，刻度尺，铅笔等。
实验步骤 ① 斜放导轨，平衡摩擦；
② 用细线，重物，纸带等，将小车衔接起来，并安放在导轨上；
③ 将打点计时器接通电源，
④ 轻放小车，让小车自在带动纸带运动；
⑤ 封锁打点计时器电源；
⑥ 观察纸带上打下的一系列点能否明晰，可翻另一面再打一遍；
⑦ 选择几个比拟明晰的点标志为OABCDE等几个记数点；
⑧ 用刻度尺测量出各个记数点之间的距离；
⑨ 推算出各个记数点之间的时间距离；
⑩ 求出三个延续记数点之间的平均速度，用来替代中间点的瞬时速度；
⑪ 重复以上3——10的步骤。 数据处置 ① 选取一小段纸带，用固体胶粘贴如下：
② 测量各记数点间的距离，推算各时间段，树立相应表格并填入表格
中间点 A B C D
左右两点
O——B A——C B—— D C——E
两点间距离
两点间时长
平均速度
瞬时速度
误差剖析
实验结论
4
实验：用打点计时器——测速度
一 作业与测试：
1．电磁打点计时器，是一种运用 电源的 仪器，任务电压是 ，当电源的频率是50Hz时，它每隔 秒打一次点。
2．电火花计时器应接在 V的交流电源上，运用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在 之间，当电源频率是50Hz时，它是每隔 秒打一次点。
高中物理必修一实验用打点计时器测速度精品教案
学校：临清
学科：物理
第一章 1.4《实验用打点计时器测速度》2
课前预习学案：
预习目标：
1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法；
2、知道两种计时器的工作电压，打点周期。
预习内容：
一、电磁打点计时器（阅读说明书）
工作电压： 打点周期 振针打点不清晰或打不出点的原因可能是什么?应怎样调节?
二、电火花式计时器 （阅读说明书）
工作电压： 打点周期 从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
提出疑惑：
课内探究学案：
学习目标：
1、学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，会测量物体的速度，掌握一些处理数据的基本方法；
2、学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
学习过程：
练习使用电磁打点计时器.
（1）把电磁打点计时器固定在桌子上面。
（2）接通10V以下交流电源, 用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，立即关闭电源。
（3）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点, 点之间的间隔数为（n-1）个，用Δt = 0.02(n-1) s, 计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。
（4）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式v=Δχ/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度，把测量和计算的结果填入表1中。
表1： 纸带在某段时间内的平均速度
点数n 点间隔数n-1 运动时间Δt(s) 位移Δχ(m) 平均速度v ( m/s )
( 5 ) 把打点计时器固定在长木板上，钩码通过细线拴在小车前，小车后连接纸带，打开电源，钩码拉着小车打出一条纸带。在纸带上找出连续的六个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F, 用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5，把数据填入表2，根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，是加速运动还是减速运动，并写明理由。
高中物理人教版必修1教案-4_实验：用打点计时器测速度_教学设计_教案_1
教学准备
1. 教学目标
1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，学会安装和使用。
2．理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。
3．理解速度-时间图象的意义，掌握描点法画图象的方法。
2. 教学重点/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．图象的画法及对图象理解。
3. 教学用具
4. 标签
教学过程
一、打点计时器的应用
（一）打点计时器分类及构造
1.认识电磁打点计时器： 线圈 、 振片 、 振针 、 永久磁铁、 复写纸 、 限位孔
2.认识电火花打点计时器：开关 、正负脉冲、输入插座 、限位孔、 墨粉、纸盘
（二）打点计时器作用
记录一定时间内位移的仪器
二、练习使用打点计时器
（步骤详见课本P22） 〖思考与讨论〗
注意：1．电源电压要符合要求：
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．应先接通电源，待打点稳定时再拉动纸带。
4．手拉纸带时，速度应快一些，以防止点迹太密集。
三、用打点计时器测量瞬时速度
1、完成表1全段时间中的位移和平均速度。
2、完成表2 几段时间中的位移和平均速度。
3、完成表3 几个时刻的瞬时速度。
四、用图像表示速度（直线运动）
1、在方格纸上建立直角坐标系，纵轴表示
速度v，横轴表示时间 t
2、根据表3中的v、t数据，在坐标系中描点
3、用一条平滑的曲线把这些点连起来
【课堂训练】
1.对纸带上的点迹说法正确的是？
A：点迹记录了物体运动的时间。
B：点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。
C：点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。
人教版高中物理必修一教案：1.4 实验：用打点计时器测速度
1
1.4 实验：用打点计时器测速度
【教学目标】
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，并学会安装和使用打点计时器。
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—时间图像的意义，描点法画图像的方法，并画出实验中的速度—时间图像象。
4. 通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量物理量的方法。
5. 通过画速度—时间图像培养学生用图像法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
【教学重点】
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—时间图像。
【教学难点】
1. 对纸带数据的处理。
2. 画图像的方法。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
测定物体的运动速度并不是一件容易的事，特别是物体的速度在不断变化时。为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体的运动信息，怎样记录呢？
请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器。
思考：
1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置？
2. 在打点时间间隔大致相同的情况下，纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响？
学生讨论：
师总结：彩笔打出的点可以记录纸带的位置，但在打点时间间隔大致相同的情况下，纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响（拉的越慢纸带上点越密，反之就会越稀疏）考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等，所以无法准确测定物体的运动速度。原因在哪？
学生：原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等，要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了。
二、新课教学
师：我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器。
（一）电磁打点计时器
布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法。
人教版高中物理必修一教案《实验用打点计时器测速度》
学校：临清 学科：物理
第一章 1.4《实验用打点计时器测速度》2
课前预习学案：
预习目标：
1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法；
2、知道两种计时器的工作电压，打点周期。
预习内容：
一、电磁打点计时器（阅读说明书）
工作电压： 打点周期 振针打点不清晰或打不出点的原因可能是什么?应怎样调节?
二、电火花式计时器 （阅读说明书）
工作电压： 打点周期 从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
提出疑惑：
课内探究学案：
学习目标：
1、学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，会测量物体的速度，掌握一些处理数据的基本方法；
2、学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。
学习过程：
练习使用电磁打点计时器.
（1）把电磁打点计时器固定在桌子上面。
（2）接通10V以下交流电源, 用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，立即关闭电源。
（3）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点, 点之间的间隔数为（n-1）个，用Δt = 0.02(n-1) s, 计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。
（4）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式v=Δχ/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度，把测量和计算的结果填入表1中。 表1： 纸带在某段时间内的平均速度
点数n 点间隔数n-1 运动时间Δt(s) 位移Δχ(m) 平均速度v ( m/s )
( 5 ) 把打点计时器固定在长木板上，钩码通过细线拴在小车前，小车后连接纸带，打开电源，钩码拉着小车打出一条纸带。在纸带上找出连续的六个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F, 用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5，把数据填入表2，根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，是加速运动还是减速运动，并写明理由。
人教版高中物理必修一教案：1.4 实验：用打点计时器测速度 2
1 第四节 实验:用打点计时器测速度
教学目标：
（一）知识与技能
1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移)
2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度
3.明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的
速度---时间图象
（二）过程与方法
1.通过学生自己看打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力
2.通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信
息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法
3.通过画速度---时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工
具在物理发展中的作用
4.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑
5.经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动
（三）情感态度价值观
1.感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导
作用,增强将物理知识应用于实际生活的意识
2.经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥秘
3.体验用图象方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识
4.培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯
教学重点：
2 1.学会使用打点计时器
2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度
3.会用描点法描绘物体的速度---时间图象,并从中获取物理信息
教学难点：处理纸带的方法,用描点法画图象的能力
教学方法：实验、讲授
教学用具：打点计时器, 学生电源, 导线, 纸带, 刻度尺, 小车细线及钩码, 坐标纸
教学过程：
（一）新课导入
测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?
人教版高中物理必修一 1.4实验 用打点计时器测速度学案
1.4实验：用打点计时器测速度（学生用）
【课前预学】
第1课时 设计实验方案
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。如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
2．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。
3.使用打点计时器时应注意 （ ）
A．无论使用电磁打点计时器还是电火花计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面
B．使用打点计时器时应先接通电源，再拉动纸带
C．使用打点计时器在拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行
D．使用打点计时器时应将打点计时器先固定在桌子上
4.如图所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动 （ ）
A
B
C D
5.如图1－4－13所示是一条利用打点计时器打出的纸带，求A点的瞬时速度．
【预学疑难】
【课堂探究】
一、电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1－4－1所示.工作电压为4 V～6 V.当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点.通电以前，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.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.
人教版高中物理必修一《实验：用打点计时器测速度》教案
1.4 实验：用打点计时器测速度
【教学目标】
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，并学会安装和使用打点计时器。
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—时间图像的意义，描点法画图像的方法，并画出实验中的速度—时间图像象。
4. 通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量物理量的方法。
5. 通过画速度—时间图像培养学生用图像法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。
【教学重点】
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—时间图像。
【教学难点】
1. 对纸带数据的处理。
2. 画图像的方法。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、导入新课
测定物体的运动速度并不是一件容易的事，特别是物体的速度在不断变化时。为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体的运动信息，怎样记录呢？
请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器。
思考：
1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置？
2. 在打点时间间隔大致相同的情况下，纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响？
学生讨论：
师总结：彩笔打出的点可以记录纸带的位置，但在打点时间间隔大致相同的情况下，纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响（拉的越慢纸带上点越密，反之就会越稀疏）考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等，所以无法准确测定物体的运动速度。原因在哪？
学生：原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等，要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了。
二、新课教学
师：我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器。
（一）电磁打点计时器
布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法。
高一物理人教版必修1实验：用打点计时器测速度(全面知识点-教学课件-含课后作业)
1 第4节 实验：用打点计时器测速度
【考纲解读】
了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理；
能正确、熟练使用打点计时器，并亲手使用打点计时器；
会根据织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多采用的思想方法，并会用这种方法计算瞬时速度；
能运用实验数据画出t图像，并会根据画出的图像描述物体运动速度的变化特点。
【知识储备】
知识点❶、打点计时器的构造与工作原理
1、电磁打点计时器
（1）电磁打点计时器是一种连续打点记录运动物体在相同时间间隔内位移的仪器。它是用交流电源，工作电压在V6以下。当电源的的频率为Hz50时，它每隔s02.0打一个点。
（2）电磁打点计时器的构造如图所示。
（3）工作原理：
电磁打点计时器是利用电流的磁效应打点计时的仪器，当打点计时器的线圈中通入交流电流时，线圈将产生磁场，由于电流是周期性变化的，所以线圈产生的磁场也是周期性变化的，振片位于磁场中被磁化，相当于条形磁铁，振针所在一端为一个磁极，其磁性随时间做周期性变化，这样，振片的这一端受永久磁铁的作用而上下运动，振片就这样做周期性振动，每次向下运动时带动振针在纸带上大下一个点，大点的时间间隔就是振片的振动周期，等于交流变电流的周期。交流电频率为Hz50时，它每隔s02.0)501(s打一个点，则纸带上相邻两点间的时间间隔也是s02.0。
2、电火花计时器
（1）电火花计时器使用交流电源，工作电压是V220。
（2）电火花计时器的构造如图如图所示。 2 （3）工作原理
电火花计时器中有将正弦式交流电流转为脉冲式变电流的装置，当计时器接通V220交流电源时，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流经放电针。墨粉纸盘到纸盘轴产生火花放电，利用火花放电在纸带上打出点迹。当电源的频率为Hz50时，它每隔s02.0打一个点。
3、两种计时器的比较