《实验：用打点计时器测速度》教案(1)(新人教版必修1)
1.4(教案)实验：用打点计时器测速度(一)
1.4实验：用打点计时器测速度（一）【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。
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的物理量的方法。
5．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。
【教学重难点】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。
【教具准备】多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸．【课时安排】2课时：第1课时：设计实验方案第2课时：学生分组实验【教学设计】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 BC D5.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】课内互动（一）导入新课测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.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运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.［合作探究］作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你按照一定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?2.两位同学竞走比赛，为了比较他们的运动情况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙情况来判断他们的匀速运动情况和加速情况.以上两个探究活动目的是让学生体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.学生做完后讨论.生：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.生：参加竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.（二）进行新课师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.一、电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.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.图1－4－1 电磁打点计时器【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.二、电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电火花计时器电火花计时器的外形如图1－4－2所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用.图1－4－2使用时电源插头直接插在交流220 V插座内，将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm×700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本.【交流与讨论】从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.教师评论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50 μs ，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5 μA ）.师：打点计时器能记录哪些信息？生：时间和位移.下面的时间交给学生自主探究.三、注意事项：①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。
14实验：用打点计时器测速度1
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。
【教学工具】【自主学习】指导学生完成“知识体系梳理”【新知探究】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?打点计时器是高中阶段学习的一个重要的计时仪器，通过本节课的学习要掌握打点计时器的工作原理和操作方法为后面对打点计时器的应用打下良好的基础。
一、电磁打点计时器1．构造电磁打点计时器构造如下图所示。
其工作电压为交流电46V。
当电源频率为50Hz，它每隔0.02s打一次点，即打点周期为0.02s。
2．打点原理如上图所示，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，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来。
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的小点。
3．使用方法及注意事项（1）要在满足电磁打点计时器所需电源，工作电压、频率要求下使用。
（2）使用前应检查打点的清晰程度。
（3）在使用打点计时器时，纸带位置要放正，释放纸带时，要使纸带自始至终与打点计时器基板平面平行，让其紧贴基板移动，要尽量不让纸带在移动过程中与限位孔的侧壁相碰，以减小因摩擦而造成的误差。
（4）在使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器工作稳定时，再放开纸带。
（5）打点计时器属间歇性工作仪器。
每打完一条纸带，应及时切断电源，防止线圈长时间通电过热而损坏。
二、电火花计时器1．构造电火花计时器的构造如下图（甲）所示。
主要由脉冲输出开关、正负脉冲输出插座、墨粉纸盘、纸盘轴等构成。
其工作电压为交流220V，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时T 。
器的打点周期为0.02s2．计时原理电火花计时器装置中有一将正弦式交变电流转换为脉冲式交变电流的装置。
实验：用打点计时器测速度 课件-高一物理人教版(2019)必修第一册
的变化情况。匀速直线运动的v-t图像是与时间轴 平行的直线。
图像法处理数据的优点
①减小偶然误差；
②可以直接提出错误数据；
③方便地推测未经测量或无法直接测量的物理数据。
图像法：用图象表示速度
1.作图步骤:
(1)在方格纸上建立直角坐标
小点，随后立即关闭电源（注：使用时，先接通电源，
待打点计时器稳定后拉动纸带）
4.取下纸带（注：要选择点迹清晰、分布合理的纸带，
找计数点时舍掉开始过于密集的点；）。
5.用刻度尺测量 x （注：一次测量完毕、不要分段
测量）
1.使用打点计时器时，通电和拉纸带的顺序应
是什么？
先接通电源，等待1-2s打点稳定后再拉动纸带。
1
0
6
X
X
7
6
5
4
3
2
1
2
3
7
4
5
纸带的处理1 ——测平均速度
思考：如何计算1点到3点之间的平均速度？ V 13
X 13
2T
X7
X6
X5
X4
X3
X1
0
X2
1
2
3
4
5
6
7
纸带的处理2 ——测瞬时速度
思考：根据瞬时速度定义，应如何测量打3点时纸带的瞬时速度？
X7
X
X1
X3
X4
X5
X6
2
0
1
2
V3 V25
F
DF
由纸带上的点迹可以粗略计算瞬时速度，
用包含测量点在内的一小段位移的平均速度
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一、三维目标知识与技能1. 理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水平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水平,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水平,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. 经历科学探究过程理解科学探究的意义,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. 体验用图象方法描绘物理现象的乐趣,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二、教学重点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三、教学难点处理纸带的方法,用描点法画图象的水平教具准备课件投影仪幻灯片课时安排2课时第1课时四、教学设计[新课导入]（5分钟）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持续变化时.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,其位移在持续变化,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?课堂活动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：总结：彩笔打出的点能够记录纸带的位置.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? 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能够解决了.新课教学（25分钟）师：我们今天要介绍的打点计时器就是能够精确记录时间间隔和位移的仪器.一电磁打点计时器1．振片 2。
新人教版高一物理必修一教学课件：1.4 实验 用打点计时器测速度 (共34张PPT)
例１：如图,若测出光电门遮光条的宽度d,实验时将
小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光
条通过光电门的时间Δt,则小车经过光电门时的速
度为________(用字母表示).
二．借助传感器用计算机测速度
例2.借助运动传感器可用计算机测出物体运动的速度。 如图所示，传感器由两个小盒子A、B组成，A盒装有红外 线发射器和超声波发射器，它装在被测物体上，每隔 0.03s可同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲；B 盒装有红外线接收器和超声波接收器，B盒收到红外线脉 冲时开始计时(红外线的传播时间可以忽略不计)，收到 超声波脉冲时计时停止．在某次测量中，B盒记录到的连 续两次的时间分别为0.15s和0.20s，根据你知道的知识， 该物体运动的速度为多少？运动方向是背离B盒还是靠近 B盒？(声速取340m/s)
（2）原理： 脉冲电流放电针、 墨粉纸盘放电
（3）工作电压：220V
尖端放电
3. 打点计时器的作用
（1）测时间 电源频率50Hz, 每隔_0_._0_2_s秒打一个点
（2）测位移 （3）研究纸带 → 研究物体运动
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
高中物理：实验用打点计时器测速度教学设计(1)
. 高中物理：实验用打点计时器测速度教学设计一、教材分析物理学是一门以实验为基础的自然科学.本节课为实验课,目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法,测定物体牵引纸带的速度,并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系.根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法,让学生用求平均速度的方法,粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法,在匀变速直线运动中有它的准确性,这要在下一章中学习,在此可不必要向学生介绍这种结论性的知识,以免冲淡学习重点,加重学生负担.本节课旨在让学生学到科学实验中探究的方法,而不是注重探究的结果多么完美,所以千万不能让学生养成不尊重实验事实、拼凑实验结果的习惯.要让学生在亲身体验描点法作图象的思想方法,向学生讲清图象的横、纵坐标,描点法,图象的物理意义.要充分发挥学生的主观能动性,让学生积极参与.教师要补充一些更为典型的、学生非常熟悉的、不一定是物理方面的图象,要突出图象的直观性,使学生对图象的作用有更多、更深入的了解,为本节建立物理图象来分析、寻找物体运动的规律打下基础.二、教学目标知识与技能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、位移）.2.会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.3.明确速度—时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验中的速度—时间图象,能从图象中获取有用的信息.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,既要动手,更要动脑.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运动.情感态度与价值观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生活实际的意识.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妙.3.体验用图象的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.培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神.4.培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯.三、教学重点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.四、教学难点处理纸带的方法,用描点法画图象的能力.五、教学过程［新课导入］测定物体的速度并不是一件很容易的事情,特别是当物体的运动速度在不停变化时,测定某时刻的速度更是比较困难的,如上下飞舞的蝴蝶,要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只研究直线运动的速度的测量问题.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运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的,我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中,我们可以使用秒表和尺子,直接测量物体运动的时间和位移,但当物体运动速度太快时,采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器,我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.［新课教学］师：在以上的活动中,同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法,并用图象把这些速度形象地表示出来.一、电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书,明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,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.【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作,大家想一想能不能使用直流电源,为什么？生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向,从而促使振动片上下振动,并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.若使用50 Hz的交流电,打点的时间间隔为0.02 s.这个值正好是电源频率的倒数.二、电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书,引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书,明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.电火花计时器电火花计时器它可以代替电磁打点计时器使用使用时电源插头直接插在交流220 V插座内,将裁成圆片（直径约38 mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上,将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20 mm×700 mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过,并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时,也能带动墨粉纸盘运动,当按下脉冲输出开关时,放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验,还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间,一条白纸带也可以重复使用,应注意降低实验成本.【交流与讨论】从原理上考虑,电火花计时器跟电磁打点计时器相比,哪个更好些,误差可能会更小？生：电火花计时器可能会更好些,因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.教师评论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力极小,这种极小阻力来自于纸带运动的本身,而不是打点产生的,因而系统误差小,计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50 μs,这一方面也远优于电磁打点计时器）,同时它的操作简易,使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5 μA）.师：打点计时器能记录哪些信息？生：时间和位移.下面的时间交给学生自主探究.三、练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示.指导学生动手练习使用打点计时器,并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的,怎样将纸带上的点变成相关的数据？【交流与讨论】师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？生：测出两个点间的距离,数一下这两个点间共有多少个时间间隔,即有多少个0.02 s,用这个总距离去除以所需用的时间.【课堂训练】出示题目：四、用打点计时器测量瞬时速度思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点,这种描述方法越准确.可以大致表示E点的瞬时速度,D、F两点离E点越近,算出的平均速度越接近E 点的瞬时速度.然而D、F两点距离过小则测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点.学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法,选择合适的计数点,测量包含这个点的一段时间内的位移Δx,同时记录对应的时间Δt,填入设计好的表1中.【课堂训练】出示题目：计算图中几个点的瞬时速度五、用图象表示速度师：刚才我们从上表中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况,图象是表示变化规律的好方法,我们可以用图象来描述物体的速度变化情况,那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢？请同学们先看课文并回答.生：在方格纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体运动的速度,用横坐标表示时间,根据表中各时刻的速度,将（v,t）作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度—时间图象（v-t图象）,简称速度图象.学生具体操作描点.师：我们从根据实测数据所描的点,可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律.师：为了更清晰,你可以把这些点用折线连起来.在老师的提示和帮助下连线.师：速度的实际变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点,曲线反映的规律应该与实际情况更接近.指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍.师：我们现在来观察图象,可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况.六、课堂小结电磁打点计时器和电火花计时器都是记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器.v－t图象：表示做直线运动物体的速度随时间变化的规律.某段时间图线与时间轴围成的面积值表示该段时间内物体通过的位移大小.形状一样的图线,在不同图象中所表示的物理规律不同.。
新版人教版高一物理必修1 1.4实验用打点计时器测速度(共27张PPT)学习PPT
A.先释放纸带，后接通电源 B.先接通电源，后释放纸带
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
解析 开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带，如果
先放开纸带，再接通打点计时器的电源，会导致物体运动较快，不利于
数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，
解析 C点瞬时速度近似等于BD段的平均 图4
速度，故vC＝1.861 m/s. 答案 1.861 m/s
总结提升
解析答案
针对训练2 除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时
间和位移.如图5所示是采用每秒闪光10次的相机拍摄的小球沿斜面滚下
的频闪照片，照片中每两个相邻小球的影像间隔的时间就是0.1 s，这样 (针3)对打训点练计2时器除不打能点连计续时工器作外太，长人时们间还，用打频点闪之照后相应法立来即记关录闭物电体源运.动的时间和位移.
答案
2.打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫
米刻度尺测量如图3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3
解析答案
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一、打点计时器的应用原理及操作
典例精析
例1 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.使用打点计时器拉动纸带时，拉动的方向应与限位孔平行 D.打点计时器只能连续工作较短时间，打点之后要立即关闭电源
瞬时速度呢？
针对训练2 除打点计时器外，人们还用频闪照相法来记录物体运动的时间和位移.
高中物理 1-4实验用打点计时器测速度精品课件 新人教版必修1
知识点解析 人 教 版 必 修 一 · · 新 课 标 物 理
如图是一幅表现运动员“挥击网球”的照片，在这里，
连续的运动被分离成了离散的“景”，瞬间的精彩被定格
成了永恒． 那么，在实验室我们如何记录瞬间的时间和运动呢？ 本节中我们将仿照这种方法，利用打点计时器测量做直线 运动的物体的速度．
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如果纸带加速运动，点迹变稀；如果纸带减速运动，点迹 变密．
规律总结：(1)选取一条点迹清晰的纸带为研究对象． 人 教 版 必 修 一 · · 新 课 标 物 理
(2)分析纸带上点与点之间间隔的变化情况．
(3)若点与点之间的距离相等，就可判断物体做匀速运 动，若点与点间距越来越大，则物体做加速运动，反之做 减速运动．
查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条纸带
是否已经正确地穿过限位孔，墨粉纸盘是否夹在两条纸带 中 间 ． ② 把 计 时 器 上 的 电 源 插 头 插 在 220V 的 交 流 电 源 上．③按下脉冲输出开关，用手水平地拉动两条纸带，纸 带上就打了一系列小点．④取下纸带，从能看得清的某个
点开始，数一数纸带上共有多少个点．如果共有n个点，点
规律总结：使用打点计时器时，应注意以下几方面的 人 教 版 必 修 一 · · 新 课 标 物 理
问题：
(1)打点的频率等于交流电的变化频率． (2)振针过高、过低、过松均会影响打点的质量． (3)为保证打出的第1个点对应于物体运动的初始时刻， 应先接通电源，后让物体开始运动．
变式训练1 人 教 版 必 修 一 · · 新 课 标 物 理
过程与方法 人 教 版 必 修 一 · · 新 课 标 物 理
1．通过本节的学习了解打点计时器的使用方法；
《4 实验：用打点计时器测速度》教学设计(部级优课)
算平均速度和
瞬时速度，进一
步深化理解平
均速度与瞬时
速度的内涵和
v 根据速度的定义
x t ，如果不要求很精确，用这个平
计算方法。
均速度粗略地代表中间 C 点的瞬时速度，也未尝不可。然而，
如果把包含 C 点在内的时间间隔取得小一些，例如取 BD，用 这个平均速度代表纸带经过 C 点时的瞬时速度，就会更准确。 然而我们选取的两点距离过小会使测量的位移误差增大，所以 应该根据实际情况选取这两个点。这个纸带的计数点是每 5 个 计时点选取出来的，所以可以用 BD 的平均速度表示 C 点的瞬 时速度。
v-t 图象
学会了确定瞬时速度的方法，通过例 2 引出速度时间图象。
例 2，如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、
3、4、5、6 是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点
未画出，各计数点到 0 的距离如图所示。求出 1、2、3、4、5
各计数点的瞬时速度，并说明纸带的运动情况。
通过学生
（一）知识与技能
1．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；
2．会根据纸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
时速度所使用的思想方法，会使用这种方法计算瞬时速度。
3．能运用实验数据描绘速度---时间图象,并会根据画出的图象描绘物体运动
教
速度的变化特点。
学 目
（二）过程与方法
描点画图，说明
图象意义，使学
生明确描点画
通过计算可以求得，5 个计数点的速度分别为 0.20，0.40， 图象的一般方 0.61，0.69，0.70。可以看出这个纸带的运动是越来越快的。如 法步骤；学会用 果想要更直观的反映出速度变化的情况，就要借助数学图像来 拟合法画图的 帮忙了。以速度 v 为纵轴、时间 t 为横轴在坐标纸上建立直角 思想方法。提高 坐标系，根据计算出的数据，用描点法将各个时刻对应的速度 学生用科学的 一一描点，然后用平滑的曲线将各点连接，就得到了速度—时 方法手段发现、 间图象，简称 v-t 图象。由于速度的实际变化总是比较平滑的， 处理实际问题 所以连点时要注意“顺势”、“平滑”，不要连折线。速度—时间 的能力。
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)
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 -υ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V 6以下。
当电源的的频率为Hz 50时，它每隔s 02.0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Hz 50时，它每隔s 02.0)501(s 打一个点，则纸带上相邻两点间的时间间隔也是s 02.0。
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V 220。
（2）电火花计时器的构造如图如图所示。
（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V 220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Hz 50时，它每隔s 02.0打一个点。
3【辅助理解】例1、电磁打点计时器是一种使用 电源的计时器仪器，它的工作电压为 V 以下，当电源频率为Hz 50时，每隔 s 打一个点，使用电磁打点计时器时，应将纸带穿过 ，复写纸套在定位轴上，并要放在纸带上 面；打点时应先 ，再让纸带运动。
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第四节实验：用打点计时器测速度（１）
教学目标
一、知识目标
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
二、能力目标
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
三、德育目标
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
教学重点
学会使用打点计时器
学会纸带的分析处理
教学难点
处理纸带的方法,
教学方法
实验法、探究法
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
课时安排
２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.
师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动，振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.
思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!
（二）电火花打点计时器
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.
师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座
内就可以了.电火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.
思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
学生讨论:
师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.
思考2: 打点计时器能记录哪些信息?
学生:时间(时间间隔)和位移
（三）练习使用打点计时器
学生自主阅读教材中的实验步骤提示:教师指导学生练习使用打点计时器并引导学生思考下列问题:
问题1. 电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?
师总结:将复写纸套在复写纸定位钉上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.
问题2. 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?
师总结: 1.可能是复写纸该换新的了
2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置
3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置
4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止
5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V
问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源?
师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差
问题4. 打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?
师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏
问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n 个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定?
师总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n 个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s 问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
师总结:测出两个点的距离x ∆,数出两个点之间有n 段时间间隔,则n t 02.0=∆.在用公式 t
x v ∆∆=即可计算出平均速度 四、布置作业：
1．阅读本节课文，掌握打点计时器的使用
2．完成课后练习１题
五、板书设计：
第四节 用打点计时器测速度
１．电磁打点计时器 靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点
２．电火花打点计时器 靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点。