高中物理人教版必修1 1.4 实验用打点计时器测速度 教案2 Word版含解析
学生上黑板板 演
图 1—4—3
思考回答问 题
(1)怎样从打出的纸带中获取数据？指导学生用列表格的形式把数据列 出。 (2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？ ( 用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间 隔，即根据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。) (3)在打出的B、C两个点的时间间隔中，纸带运动的平均 速度是多少？ (4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方 表示运动的速度较大还是较小？ (在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s， 所以点迹 密集的地方表示纸带运动的速度很小) 3.用打点计时器测量瞬时速度 (1)在图1—4—3中求出B、C之间的平均速度，如果要求 不很精确， 能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度？ (2)能否把该点的速度表示的更准确一点？ (3)如果想每隔0.1s测一次速度，应怎么办？ (4)把测量所选“测量点”在内的一段位移填入表格。 (5)引导学生求出上述“测量点”附近的平均速度。 (6)引导学生把上述的平均速度作为对应点的瞬时速度 填入表格。 总结 完成课堂练 习 总结
重点
教法及教具 教 学 内 容
学生主体活 动
思考回答
个案调整
教师主导活动 (一)新课内容 1.打点计时器的认识
教
先让学生阅读教材，然后老师提出问题，引导学生回答:
学
思考回答 问题
过
程
(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电？其工 作电压为多少？ (2)我国交流电的频率为50Hz，使用这种电源时，每隔多 长时间打一个点，即相邻两个点之间的时间间隔是多少？ (3)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移， 能不能记录时间？ (4)说出电磁打点计时器的构造？工作原理？如图 1—4 —1所示。 (5)复写纸放在纸带上边还是下边？
主备 人 课题
教学 目标
审核人
授课时间
月 日
第1 课时
课型
新授课
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。 1.打点计时器的使用。 2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。 难点 1.对纸带数据的处理。
学生练习， 两个 分小组讨论
(6)解释电火花计时器的工作原理？如图1—4—2所示， 它与电磁打点计时器相比，哪一种误差小？原因是什么？ 2.练习使用打点计时器 指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有 序操作，并打出几根纸带。 选择一条点迹清晰的纸带，如图1—4—3所示，引导学生 回答下列问题:
(7)引导学生分析表格中成)
课外作业
教材P18练习三3、4题。
教学后记
高中物理第1章第4节1.4实验用打点计时器测速度教案(新人教版必修1)
1.4 实验用打点计时器测速度一、教材剖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，目的是让学生自主研究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并试试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系 .依据刹时速度是在无穷短时间内的均匀速度的思想方法，让学生用求均匀速度的方法，大略表示物体运动的刹时速度.教材这样办理更进一步加深了上节课对均匀速度和刹时速度观点的理解 .自然这类用均匀速度取代刹时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的准确性，这要在下一章中学习，在此可不用要向学生介绍这类结论性的知识，免得冲淡学习重点，加重学生负担 .本节课旨在让学生学到科学实验中研究的方法，而不是着重研究的结果多么完满，因此千万不可以让学生养成不尊敬实验事实、拼集实验结果的习惯.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.要充足发挥学生的主观能动性，让学生踊跃参加.教师要增补一些更加典型的、学生特别熟习的、不必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、更深入的认识，为本节成立物理图象来剖析、找寻物体运动的规律打下基础.二、教课目的知识与技术1.认识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，理解依据纸带丈量速度的原理并丈量刹时速度.3.明确速度—时间图象的物理意义，描点法绘图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象，能从图象中获得实用的信息.过程与方法1.经过学生自己看打点计时器的说明书，培育学生独立学习的能力.2.经过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.培育学生获守信息、办理信息的能力，领会办理问题的方法，意会如何间接测一些不可以直接丈量的物理量的方法.3.经过画速度—时间图象培育学生用图象法办理数据的能力，体验数学工具在物剪发展中的作用 .4.体验实验中理性思想的重要，既要着手，更要动脑.5.经历科学研究过程，认识科学研究的意义，试试应用科学研究的方法研究物体运动.感情态度与价值观1.感觉打点计时器的奇妙设计思路，领会物理原理在解决实质问题中的指导作用，加强将物理知识应用于生活实质的意识.2.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与愉悦，并乐于研究自然界的奇妙.3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培育学生用数学方法办理物理问题的意识.培养学生敢于创新和脚踏实地的科学态度和科学精神.4.培育学生合作与沟通的精神，有将自己的看法与别人沟通的梦想，养成在合作中既坚持原则又尊敬别人的习惯 .三、教课要点1.学会使用打点计时器.2.能依据纸带计算物体运动的刹时速度.3.会用描点法描述物体的速度—时间图象，并从中获得物理信息.四、教课难点办理纸带的方法，用描点法绘图象的能力.五、教课过程［新课导入］测定物体的速度其实不是一件很简单的事情，特别是当物体的运动速度在不断变化时，测定某时辰的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确立它某一时辰的速度是很困难的.我们此刻只研究直线运动的速度的丈量问题.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，我们第一要正确记录物体运动的信息.直接丈量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在丈量时能够试试通过丈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状况.在实验中，我们能够使用秒表和尺子，直接丈量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采纳这种方法的丈量偏差较大.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，我们可以经过丈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.【讲堂活动】作为同桌的两位同学合作，简略模拟打点计时器.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迟缓向前挪动.你依据必定的时间间隔点击纸带（比方每秒 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?2.两位同学竞走竞赛，为了比较他们的运动状况，此刻让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一同竞走，而后经过他们的漏沙状况来判断他们的匀速运动状况和加快状况 .以上两个研究活动目的是让学生体验打点计时器经过打点达到计时目的的原理.学生做完后议论.生：相邻两点间的距离跟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固，则漏沙比较均匀，若加快运动，会发现快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.［新课教课］师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙能够表现物体运动的快慢.今日我们就来学惯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部署学生比较仪器看说明书，指引学生注意其要点：察看打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的构造、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沟通电源的计时仪器，如图 1－4－1 所示 .工作电压为 4 V～6 V. 当电源的频次是 50 Hz 时，它每隔 0.02 s 打一次点 .通电从前，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边 .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远磁铁的磁场中.因为振动片的磁极跟着电流方向的改变而不断变化，在永远磁铁的磁场作用下，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，假如纸带运动，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【沟通与议论】电磁打点计时器使用低压沟通电源工作，大家想想能不可以使用直流电源，为何？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，进而促进振动片上下振动，而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 的沟通电，打点的时间间隔为 0.02 s.这个值正好是电源频次的倒数.二、电火花计时器教师部署学生比较仪器看说明书，指引学生注意其要点：察看打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的构造、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，它能够取代电磁打点计时器使用，也能够与简略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沟通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，将剪切齐整的两条一般有光白纸带（20 mm× 700 mm ）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，而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，放电火花不至于一直在墨粉纸盘的同一地点而影响到点迹的清楚度.也能够用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下边）做实验，还能够用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸能够使用比较长的时间，一条白纸带也能够重复使用，应注意降低实验成本.【沟通与议论】从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器对比，哪个更好些，偏差可能会更小？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.教师议论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这类极小阻力来自于纸带运动的自己，而不是打点产生的，因此系统偏差小，计时精度与沟通电源频次的稳固程度一致（脉冲周期不大于50 μ s，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简略，使用安全靠谱（脉冲放电电流均匀值不大于 5 μA ） .师：打点计时器能记录哪些信息？生：时间和位移.下边的时间交给学生自主研究.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.指导学生着手练习使用打点计时器，并指引学生思虑：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，如何将纸带上的点变为有关的数据？【沟通与议论】针对问题，学生议论实践后回答.问题 1.电磁打点计时器中如何安置复写纸和纸带的地点？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推进调理片，可调理复写纸地点. 将纸带从复写纸圆片下穿过 .问题 2.振针打的点不清楚或打不出点可能是哪些原由?如何调整？生 1：可检查压纸框的地点能否高升，而阻挡了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其本来地点 .生 2：可能是复写纸该换新的了 .生 3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的地点.生 4：可能是振针的地点太高，调整振针的地点，直到打出点为止.生 5：我选的电压在 4 V 和 6 V 的状况下，打点的清楚度有点差异，电压高的时候稍清楚，因此可调高一点电压 .问题 3.开启电源打点完成后要实时封闭电源，这样做有什么利处？生：因打点计时器是按间停工作设计的，故长久工作可能会因线圈发热而破坏.投影展现：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一地点的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采纳这一方法 .另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时因为两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不一样地点的墨粉蒸发到纸带上，因此打出的点迹颜色较重.墨粉盘上边的一条纸带没有点迹，可重复使用 .用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大 .不论用哪一种方法，打完纸带后应立刻切断电源 .师：办理纸带时，从能够看清的某个点开始，今后数出若干个点.假如数出n 个点，这些点区分出来的时间间隔数是多少？生：共（ n－ 1）个 .学生亲身手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录丈量数据.【思虑与议论】师：如何依据纸带上的点迹计算纸带的均匀速度？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，用这个总距离开除以所需用的时间.【讲堂训练】出示题目：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.假如把纸带和运动的物体连结在一同，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不一样时辰的地点.研究纸带上的点子之间的间隔，就能够认识运动物体在不一样时间内发生的位移，进而认识物体的运动状况 .请你用简洁的语言描述图1－4－ 3 所示每条纸带记录的物体的运动状况.图 1－4－3参照答案：（ a）、（ b）的各点散布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（ b）上的点子较稀少，所反应的物体运动较快，速度较大.（ c）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（ d）表示物体运动得愈来愈慢，速度在减小.四、用打点计时器丈量刹时速度思想方法：用某段时间内的均匀速度大略代表这段时间内的某点的刹时速度.所取的时间间隔越靠近该点，这类描述方法越正确.示例：如图1－ 4－ 4，丈量出包含 E 点在内的D、 F 两点间的位移x 和时间t，算出纸带在这两点间的均匀速度v =x，用这个均匀速度代表纸带经过 E 点时的刹时速度. t图 1－4－4x 能够大概表示E 点的刹时速度， D 、F两点离 E 点越近，算出的均匀速度越靠近Et点的刹时速度 .但是 D 、 F 两点距离过小则丈量偏差增大，应当依据实质状况选用这两个点学生依据大略表示某点刹时速度的方法，选择适合的计数点，丈量包含这个点的一段时间内的位移x，同时记录对应的时间t ，填入教材第23 页中设计好的表 1 中 ..依据 v =x算出刚填完的表 1 中各点邻近的均匀速度，把它看作计时器打下这些点时t的刹时速度，抄入教材第24 页表 2 中.从该表中能大略看出手拉纸带运动的速度变化状况【讲堂训练】出示题目：如图 1－ 4－ 5 所示，打点计时器所用电源的频次为50 Hz ，某次实验中获得一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC=14.0 mm， AD =25.0 mm.那么由此能够算出纸带在.AC 间的均匀速度为__________m/s，纸带在AD 间的均匀速度为_____________m/s；B 点的刹时速度更靠近于____________m/s.图 1－4－5参照答案： 0.350.420.35分析： AC 间的均匀速度为AC14.010 3=2m/s=0.35 m/s， AD 间的均匀速度为2T0.02AD = 25.010 3m/s=0.42 m/s.对描述 B 点的刹时速度来说，AC 段所取的位移间隔更小，3T30.02更能靠近 B 点的真切速度，即 B 点速度更靠近于0.35 m/s.五、用图象表示速度师：方才我们从表 2 中的数据能够大略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化状况，图象是表示变化规律的好方法，我们能够用图象来描述物体的速度变化状况，那么如何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：在方格纸上成立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，依据表中各时辰的速度，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 .学生详细操作描点 .师：我们从依据实测数据所描的点，能够从这些点的走向大概看出纸带速度的变化规律.师：为了更清楚，你能够把这些点用折线连起来.在老师的提示和帮助下连线 .师：速度的实质变化应当是比较光滑的，因此，假如用一条光滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反应的规律应当与实质状况更靠近.指导学生换用红色笔用光滑的线将方才描过的点再从头描绘一遍.师：我们此刻来察看图象，能够更形象直观地显示自己手拉纸带的运动状况.【六、讲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准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经过的位移大小.形状同样的图线，在不一样图象中所表示的物理规律不同.。
高中物理人教版必修一第一章第4节实验用打点计时器测速度学案2
1.4实验：用打点计时器测速度学案.知识要点:1. 学习使用打点计时器。
2. 学会使用打点计时器测平均速度。
体会测瞬时速度的方法。
在实验过程中，掌握正确的方法，结果要符合实验事实。
二.要点预习：（一）实验目的用打点计时器测速度（二）实验器材电磁打点计时器（或电火花计时器），木板，___________ , __________ , ________导线。
（三）实验原理1. 电磁打点计时器电磁打点计时器的构造如图所示，包含底座、接线柱、线圈、振片、振针、永久磁铁、限位孔、定位轴等部件。
电磁打点计时器是一种使用的计时仪器，工作电压为，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，振针也就跟着上下振动。
如果电源的频率为50Hz,振针就会通过复写纸每隔__________________ 在纸带上打出一个小点。
2. 电火花计时器电火花计时器的构造如图甲所示，包含电源插头、条、纸盘轴、墨粉纸盘等部件。
脉冲输出插座、脉冲输出开关、压纸限位孔接线柱定忡轴使用时，_________ 套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间，接通 ______________ 交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生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。
当电源的频率是50Hz时，每隔____________ 在纸带上打一个点。
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。
3. 练习使用打点计时器把打点计时器固定在桌子上，然后把纸带装好，先启动 __________ ，然后用手水平纸带，纸带上打出一行小点，然后立即______________ 电源。
4. 用打点计时器测瞬时速度用打过点的纸带，如图。
根据量出的A、D间的距离X和时间间隔At，算出A、D间Xv =的平均速度厶t。
2021-2022学年高一物理人教版必修1教案：1.4实验用打点计时器测速度 Word版含答案
1.4试验用打点计时器测速度一、教材分析物理学是一门以试验为基础的自然科学.本节课为试验课，目的是让同学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.依据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让同学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精确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向同学介绍这种结论性的学问，以免冲淡学习重点，加重同学负担.本节课旨在让同学学到科学试验中探究的方法，而不是留意探究的结果多么完善，所以千万不能让同学养成不敬重试验事实、拼凑试验结果的习惯.要让同学在亲身体验描点法作图象的思想方法，向同学讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充分发挥同学的主观能动性，让同学乐观参与.老师要补充一些更为典型的、同学格外生疏的、不愿定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使同学对图象的作用有更多、更深化的了解，为本节建立物理图象来分析、查找物体运动的规律打下基础.二、教学目标学问与技能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，理解依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，并画出该试验中的速度—时间图象，能从图象中猎取有用的信息.过程与方法1.通过同学自己看打点计时器的说明书，培育同学独立学习的力气.2.通过试验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.培育同学猎取信息、处理信息的力气，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—时间图象培育同学用图象法处理数据的力气，体验数学工具在物理进展中的作用.4.体验试验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑.5.经受科学探究过程，生疏科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法争辩物体运动.情感态度与价值观1.感受打点计时器的奇异设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增加将物理学问应用于生活实际的意识.2.经受试验过程，体验科学试验过程的艰辛与喜悦，并乐于探究自然界的奥妙.3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培育同学用数学方法处理物理问题的意识.培育同学敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神.4.培育同学合作与沟通的精神，有将自己的见解与他人沟通的愿望，养成在合作中既坚持原则又敬重他人的习惯.三、教学重点1.学会使用打点计时器.2.能依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，并从中猎取物理信息.四、教学难点处理纸带的方法，用描点法画图象的力气.五、教学过程［新课导入］测定物体的速度并不是一件很简洁的事情，特殊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，如上下飘舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只争辩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，要争辩物体的运动，我们首先要精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简洁的，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推断物体的运动状况.在试验中，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，接受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.【课堂活动】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.你依据确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?2.两位同学竞走竞赛，为了比较他们的运动状况，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状况来推断他们的匀速运动状况和加速状况.以上两个探究活动目的是让同学体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.同学做完后争辩.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：参与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，会发觉快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.［新课教学］师：在以上的活动中，同学们生疏到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今日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、电磁打点计时器老师布置同学对比仪器看说明书，引导同学留意其重点：观看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沟通电源的计时仪器，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转变而不断变化，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全都，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，假如纸带运动，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【沟通与争辩】电磁打点计时器使用低压沟通电源工作，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转变来转变磁铁的磁场方向，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全都.若使用50 Hz的沟通电，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、电火花计时器老师布置同学对比仪器看说明书，引导同学留意其重点：观看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沟通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，将剪切整齐的两条一般有光白纸带（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楚度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做试验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做试验；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，应留意降低试验成本.【沟通与争辩】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，由于电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.老师评论并系统总结.师：电火花计时器使用中运动阻力微小，这种微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，计时精度与沟通电源频率的稳定程度全都（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，使用平安牢靠（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.下面的时间交给同学自主探究.三、练习使用打点计时器同学自主阅读教材中的试验步骤提示.指导同学动手练习使用打点计时器，并引导同学思考：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？【沟通与争辩】针对问题，同学争辩实践后回答.问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调整片，可调整复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.问题2.振针打的点不清楚或打不出点可能是哪些缘由?怎样调整？生1：可检查压纸框的位置是否上升，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.生2：可能是复写纸该换新的了.生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.生5：我选的电压在4 V和6 V的状况下，打点的清楚度有点差别，电压高的时候稍清楚，所以可调高一点电压.问题3.开启电源打点完毕后要准时关闭电源，这样做有什么好处？生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.投影呈现：电火花计时器的纸带安装方法（让同学阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.同学试验时可接受这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应马上切断电源.师：处理纸带时，从能够看清的某个点开头，往后数出若干个点.假如数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？生：共（n－1）个.同学亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.【思考与争辩】师：怎样依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：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.假如把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.争辩纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动状况.请你用简短的语言描述图1－4－3所示每条纸带记录的物体的运动状况.图1－4－3参考答案：（a）、（b）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（b）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（d）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.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，这种描述方法越精确.示例：如图1－4－4，测量出包括E点在内的D、F两点间的位移Δx和时间Δt，算出纸带在这两点间的平均速度v=tx∆∆，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度.图1－4－4tx∆∆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，应当依据实际状况选取这两个点.同学依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 ，填入教材第23页中设计好的表1中.依据v =tx∆∆算出刚填完的表1中各点四周的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化状况.【课堂训练】 出示题目：如图1－4－5所示，打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，某次试验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC =14.0 mm ，AD =25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为__________m/s ，纸带在AD 间的平均速度为_____________m/s ；B 点的瞬时速度更接近于____________m/s.图1－4－5参考答案：0.35 0.42 0.35解析：AC 间的平均速度为T AC 2=02.02100.143⨯⨯- m/s=0.35 m/s ，AD 间的平均速度为TAD 3=02.03100.253⨯⨯- m/s=0.42m/s.对描述B 点的瞬时速度来说，AC 段所取的位移间隔更小，更能接近B 点的真实速度，即B 点速度更接近于0.35 m/s.五、用图象表示速度师：刚才我们从表2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状况，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状况，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，依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.同学具体操作描点.师：我们从依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：为了更清楚，你可以把这些点用折线连起来. 在老师的提示和挂念下连线.师：速度的实际变化应当是比较平滑的，所以，假如用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反映的规律应当与实际状况更接近.指导同学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：我们现在来观看图象，可以更形象直观地显示自己手拉纸带的运动状况.【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确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.外形一样的图线，在不同图象中所表示的物理规律不同.。
高中物理 第一章第四节1.4实验用打点计时器测速度教案 新人教版必修1
1.4实验用打点计时器测速度一、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.【课堂活动】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.［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，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、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】针对问题，学生讨论实践后回答.问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？生1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.生2：可能是复写纸该换新的了.生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.生5：我选的电压在4 V和6 V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压.问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.投影展示：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采用这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源.师：处理纸带时，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，这些点划分出来的时间间隔数是多少？生：共（n－1）个.学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.【思考与讨论】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：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间.如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置.研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况.请你用简短的语言描述图1－4－3所示每条纸带记录的物体的运动情况.图1－4－3参考答案：（a ）、（b ）的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，（b ）上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大.（c ）表示物体运动得越来越快，速度在增大；（d ）表示物体运动得越来越慢，速度在减小.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.示例：如图1－4－4，测量出包括E 点在内的D 、F 两点间的位移Δx 和时间Δt ，算出纸带在这两点间的平均速度v =tx ∆∆，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度.图1－4－4tx ∆∆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 ，填入教材第23页中设计好的表1中. 根据v =tx ∆∆算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.【课堂训练】出示题目：如图1－4－5所示，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，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：AC =14.0 mm ，AD =25.0 mm.那么由此可以算出纸带在AC 间的平均速度为__________m/s ，纸带在AD 间的平均速度为_____________m/s ；B 点的瞬时速度更接近于____________m/s.图1－4－5参考答案：0.35 0.42 0.35解析：AC 间的平均速度为TAC 2=02.02100.143⨯⨯- m/s=0.35 m/s ，AD 间的平均速度为T AD 3=02.03100.253⨯⨯- m/s=0.42 m/s.对描述B 点的瞬时速度来说，AC 段所取的位移间隔更小，更能接近B 点的真实速度，即B 点速度更接近于0.35 m/s.五、用图象表示速度师：刚才我们从表2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.。
1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度 学案(含答案)
1.4 实验：用打点计时器测量小车的速度学案（含答案）4实验实验用打点计时器测量小车的速度用打点计时器测量小车的速度学习目标1.学会安装和使用打点计时器.2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的瞬时速度.3.能运用实验数据描绘vt图像，并会根据图像说明物体的运动情况一.实验器材小车.附有滑轮的长木板.打点计时器.纸带.细绳.刻度尺.坐标纸二.实验操作1按图1安装实验器材打点计时器的两个接线柱接到交流电源上电源频率为50Hz，电磁打点计时器接46V低压交流电源，电火花打点计时器接220V交流电源图12使小车在木板上保持静止，并靠近填“靠近”或“远离”打点计时器，开启打点计时器的电源开关打点计时器稳定工作后，用手拉动细绳，使小车沿木板做直线运动待小车运动约一半距离时，松开手，使小车依靠惯性继续运动，直到左端纸带上会留下一系列点迹如图2所示图2三.数据处理1在纸带上选取一段点迹清晰并且没有重叠的区间，把第1个点标为O，而后依次标为A.B.C.D2用刻度尺测量各点的位置一般使刻度尺的零刻度线与O 点对齐，即O点的位置记为0，记录在下表中计数点序号OABCDE 计数点对应的时刻/s00.020.040.060.080.10计数点对应的位置坐标x/m3.计算各相邻计时点间的位移xOA.xAB.xBC.xCD.xDE并记录在下表中4根据平均速度vxt，计算各段的平均速度vOA.vAB.vBC.vCD.vDE并记录在下表中相邻计时点间的位移x/mxOAxABxBCxCDxDExEF相邻计时点间的平均速度v/ms1vOAvABvBCvCDvDEvEF5.绘制vt图像把相邻计时点间的平均速度当作起始点的瞬时速度例如把vOA当作vO，在图3所示的坐标纸上绘制vt图像图3四.注意事项1打点前，应使物体停在靠近填“靠近”或“远离”打点计时器的位置.2打点时，应先开启电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带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，即统一测量出各个计数点到起始点之间的距离5为减小实验误差，A.B.C.D不一定是连续的计时点，可以每5个点中间隔4个点取一个计数点，此时两计数点的时间间隔T0.1s.6计算某计数点的瞬时速度时，一般地x.t应取该计数点前.后两个计数点之间的位移和时间，vnxnxn12T.一.打点计时器的应用原理与操作xx新乡市高一检测1打点计时器是记录做直线运动物体的________和________的仪器电火花打点计时器是其中的一种，其工作电压是________，电火花打点计时器靠电火花和墨粉打点，当交流电源的频率为50Hz时，它每隔________秒打一次点2以下是练习使用电火花打点计时器的部分实验步骤，其中错误的操作是________A把打点计时器固定在桌子上，把墨粉纸盘套在纸盘轴上，让纸带穿过限位孔B把打点计时器与46V低压交流电源相连C用手水平地拉动纸带，然后启动电源D关闭电源，取下纸带，用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0，用公式vx0t计算纸带运动的平均速度答案1时间位移220V0.022BC解析1打点计时器是记录运动物体时间和位移的仪器，均使用交流电源，电火花打点计时器的工作电压是220V，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点2电火花打点计时器使用220V交流电源，故B错误；实验时应先启动电源，再拉动纸带，故C错误二.瞬时速度的计算与速度时间图像xx定远育才学校月考1电磁打点计时器使用的电源是____________填“交流46V”或“交流220V”电源，实验室使用我国民用电频率50Hz时，如果每相邻的计数点间还有4个点未标出，则相邻两个计数点间的时间间隔为________.2在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A.B.C七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度对应的位置如图4所示打点计时器所用电源频率为50Hz图4可求出A点到D点的距离是________cm.3由实验数据可得A点到D点的平均速度是_______m/s；B点的瞬时速度是________m/s.结果均保留两位有效数字答案1交流46V0.1s24.1030.140.13xx青岛市高一期中如图5所示是一条打点计时器打出的纸带，电源频率为50Hz,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的距离如图所示图51求出2.4计数点的瞬时速度并填入表格v1v2v3v4v5数值/ms10.200.610.702在图6直角坐标系中画出运动物体的速度时间图像图6答案10.400.692见解析图解析1由于相邻两个计数点之间还有四个点未画出，所以图中相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，则v20.090.010.12m/s0.40m/s，v40.2280.090.12m/s0.69m/s.2根据表格中数据和在1中求出的数据在直角坐标系中描点，然后连线得到vt图像如图所示三.利用光电门测速度如图7所示，当滑块通过光电门时，光电计时器记录了遮光条通过光电门的时间，而遮光条的宽度d已知，且非常小由于滑块通过光电门的时间t非常短，在这段时间内滑块的运动可以近似看作匀速直线运动，所以可认为遮光条通过光电门时的瞬时速度等于其通过光电门的平均速度，即vxtdt.图7用如图8所示的计时装置可以近似测出气垫导轨上滑块的瞬时速度已知固定在滑块上的遮光条的宽度为4mm，遮光条经过光电门的遮光时间为0.04s.图81则滑块经过光电门位置时的速度大小为________2为使xt更接近瞬时速度，正确的措施是________A 换用宽度更窄的遮光条B换用宽度更宽的遮光条C提高测量遮光条宽度的精确度D使滑块的释放点更靠近光电门答案10.1m/s2A解析1vdt41030.04m/s0.1m/s2瞬时速度表示运动物体在某一时刻或经过某一位置时的速度，当t0时，xt可看成物体的瞬时速度，x越小，t也就越小，A项正确，B项错误；提高测量遮光条宽度的精确度，不能减小t，C项错误；使滑块的释放点更靠近光电门，滑块通过光电门时的速度可能更小，时间更长，D项错误阅读课本，了解借助位移传感器测速度的原理如图9所示是用“位移传感器”测量小车速度的示意图，这个系统由在同一直线上且等高的A.B两个小盒组成，A盒装有红外线和超声波发射器，B盒装有红外线和超声波接收器A盒被固定在向右运动的小车上，B盒固定在桌面上，测量时A向B同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲即持续时间很短的一束红外线和一束超声波，B盒接收到红外线脉冲时开始计时，接收到超声波脉冲时停止计时，若两者的时间差为t1，空气中声速为v0，红外线在A与B之间的传播时间可忽略问x1.x2.x未知图91发射红外线脉冲和超声波脉冲时A与B之间的距离为________2经过短暂的t时间后，进行第二次测量，此次接收两者的时间差为t2，已知小车在远离B，则小车运动的速度大小为________答案1v0t12v0t2t1t解析1由于红外线在A与B之间的传播时间可忽略，根据匀速直线运动规律得A.B间的距离为x1v0t1.2同理可知进行第二次测量时，A.B间的距离为x2v0t2，两次发射超声波脉冲的时间间隔为t，即为小车运动xx2x1所用的时间，根据速度的定义式可知小车运动的速度大小为vx2x1tv0t2t1t.1多选在“用打点计时器测速度”的实验中，若打点周期为0.02s，下列说法正确的是A先启动电源，后拉动纸带B先拉动纸带，后启动电源C电火花打点计时器使用6V以下的交流电源D第n个计时点与第1个计时点间的时间间隔为n10.02s答案AD解析使用打点计时器打点时，应先启动电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带，A正确，B错误；电火花打点计时器使用220V的交流电源，C错误；每相邻的两个计时点间的时间间隔为0.02s，第n个计时点与第1个计时点间有n1个时间间隔，故第n个计时点与第1个计时点间的时间间隔为n10.02s，D正确2xx定远育才学校月考电火花打点计时器是一种使用________填“直流”或“交流”电源的计时仪器；若电源的频率为50Hz，则每相邻两个计时点间的时间间隔为________s；若在实验时交流电源的电压突然减小且实验者并不知道，那么实验根据纸带上的数据计算某段时间内的平均速度值与实际值相比________填“偏大”“偏小”或“不变”答案交流0.02不变3xx 昆明市黄冈实验学校期中一打点计时器所用电源频率是50Hz.如图10所示，纸带上的0点先通过打点计时器，0至3点之间历时________s，位移为________m，这段时间内纸带运动的平均速度是________m/s，打2点时纸带运动的速度是________m/s.图10答案0.065.401020.91.054用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度如图11所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过光电门1的时间为t10.29s，通过光电门2的时间为t20.11s，已知遮光条的宽度为3.0cm，则滑块通过光电门1的速度为________m/s，通过光电门2的速度为________m/s.结果均保留两位有效数字图11答案0.100.27解析由于滑块经过光电门时遮光条的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光条挡光时间内的平均速度表示经过光电门1的速度v1dt13.01020.29m/s0.10m/s，经过光电门2的速度v2dt23.01020.11m/s0.27m/s.5图12是用打点计时器测小车瞬时速度时得到的一条纸带的一部分，从0点开始按照打点的先后依次标为0.1.2.3.4.5.6，现在量得0.1间的距离x15.18cm,1.2间的距离x24.40cm,2.3间的距离x33.62cm,3.4间的距离x42.78cm,4.5间的距离x52.00cm,5.6间的距离x61.22cm.每0.02s打一次点图121在实验中，使用打点计时器时应先________再________填“释放纸带”或“启动电源”2根据上面的记录，计算打点计时器在打1.2.3.4.5点时小车的速度值并填在表中位置12345v/ms13根据2中求出的数据，在图13中画出小车的速度时间图像，并说明小车速度变化的特点图13答案1启动电源释放纸带2.3见解析解析2某点的瞬时速度可用包含该点的一段位移内的平均速度表示，打相邻两计数点的时间间隔t20.02s0.04s，则打1点时v1x1x22t1.20m/s打2点时v2x2x32t1.00m/s打3点时v3x3x42t0.80m/s打4点时v4x4x52t0.60m/s打5点时v5x5x62t0.40m/s3描点并连线得小车的速度时间图像，如图所示，由图像可知，小车速度逐渐减小。
物理①必修1.4《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。
人教版高中物理必修一《1.4 实验：用打点计时器侧速度》教案
出示题目：打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间．如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置．研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运动情况．请你用简短的语言描述图1·4—3所示每条纸带记录的物体的运动情况．参考答案：(a)，(b)的各点分布较为均匀，是匀速运动，但从点子的疏密程度来看，(b)上的点子较稀疏，所反映的物体运动较快，速度较大．(c)表示物体运动得越来越快，速度在增大，(d)表示物体运动得越来越慢，速度在减小．（1）、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试点，这种描述方法越准确．示例：如图1—4—4，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度．△x/△t可以大致表示正点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近正点的瞬时速度．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△x，同时记录对应的时间△t，填人教材第21页中设计好的表1中．运动描述方法说明个阶段，启动阶段，速度从零迅速增大，中间阶段，这一阶段速度几乎不变：冲刺阶段，速度逐渐增到最大．如图1—4—6所示．如果是没有受过训练的同学跑百米，他的速度可能是先增加到最大，然后又逐渐减小．如图1—4—7所示．【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．总结说明板书§1.4 实验：用打点计时器测速度1．测量瞬时速度：用包含某点在内的一段时间内的平均建度粗略表示该点的瞬时速度2．速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象．教学反思。
人教版必修一《实验：用打点计时器测速度》word教案
§ 1.4实验：用打点计时器测速度（2课时）一、 教学目标（三维）、 知识与技能：（）知道计时器种类、结构、工作电压和频率（周期）（2 ）掌握打点计时器的原理及其使用方法（3） 掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力（4） 能测定平均速度，画出 v-t 图象，通过图象来分析物体的运动情况2、 过程与方法：（1）能分析、处理实验过程中出现的问题（2） 掌握建立图像的一般规律，了解用图象研究物理问题的方法（3） 掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法3、 情感、态度和价值观：（1）注意培养学生养成良好的实验习惯和实验及科学态度（2）注意培养学生的尊重原始测量的数据这一实事求是的科学态度 二、 设计思路本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，使学生养成良好的实验习惯和实验态度显得非常重要，而且打点计时器是一个既重要又较难的实验，应该让学生多想“用打点计时器测速度”，对于刚进入高一的学生来说常常有许多疑惑：什么是打点计时器，如何使用打点计时器，又如何利用打点计时器测速度， 如何利用测出的速度对物体的运动状态进行分析等，因此本课也应该围绕这些问题来而展开教学活动。
在这些问题中如何使用打点计时器在纸带上打出清晰的点是关键 （当然后几个问题都很重要） ，以后的学习过程中会多次遇到，因此在教学过程中应采用边讲.边.做..的方式，特别要让学生多练， 遇到问题也 要让学生多想，激发他们探究的热情，并引导学生试着解决这些问题，从中体验成功的喜悦。
三、教学重点、难点1、 教学重点及其教学策略：重点：打点计时器的使用方法教学策略：通过实验探索、观察思考和实际演练来加深理解2、 教学难点及其教学策略：难点：对纸带上记录的原始数据进行处理测定瞬时速度，画出 V-t 图象，并通过图象来分析物体的运动情况教学策略：采用边讲边做的方式，遇到问题让学生多思考，激发他们探究的热情，并引导 学生试着解决这些问题。
高中物理1_4实验用打点计时器测速度教案新人教版必修1
1.4实验用打点计时器测速度一、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.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.2.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.情感态度与价值观1.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.2.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.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度.2.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］【课堂活动】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?以上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.［新课教学］师：在以上的活动中，同学们认识到了打点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、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】针对问题，学生讨论实践后回答.问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？生：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整？生1：可检查压纸框的位置是否升高，而阻碍了振动片，振针打不到纸带上，可将压纸框向下压恢复其原来位置.生2：可能是复写纸该换新的了.生3：可能是振动片的振幅太小，可调整振动片的位置.生4：可能是振针的位置太高，调整振针的位置，直到打出点为止.生5：我选的电压在4 V和6 V的情况下，打点的清晰度有点差别，电压高的时候稍清晰，所以可调高一点电压.问题3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源，这样做有什么好处？生：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏.投影展示：电火花计时器的纸带安装方法（让学生阅读）：使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带.学生实验时可采用这一方法.另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重.墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用.用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大.不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源.师：处理纸带时，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，这些点划分出来的时间间隔数是多少？生：共（n－1）个.学生亲自手拉纸带练习使用打点计时器，自己设计表格，记录测量数据.【思考与讨论】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.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.示例：如图1－4－4，测量出包括E 点在内的D 、F 两点间的位移Δx 和时间Δt ，算出纸带在这两点间的平均速度v =t x ∆∆，用这个平均速度代表纸带经过E 点时的瞬时速度. 图1－4－4tx ∆∆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 ，填入教材第23页中设计好的表1中.根据v =tx ∆∆算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材第24页表2中.从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况.五、用图象表示速度师：刚才我们从表2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.七、教学后记。
【创新设计】2014-2015学年高一物理人教版必修一教案：1.4 实验：用打点计时器测速度 Word版含解析
1.4实验：用打点计时器测速度[目标定位] 1.了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用.2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.3.会用图象表示速度随时间变化的规律．一、了解打点计时器1．作用及分类打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，它每隔0.02_s打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移，供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种．2．电磁打点计时器(1)工作电压：6_V以下的交流电源；(2)原理：接通交流电源后，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．3．电火花计时器(1)工作电压：220_V交流电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的静脉电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上打出一行点迹．4．两种计时器误差比较电火花计时器使用中运动阻力极小，因而系统误差较小．想一想：计时器打点时，计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种打点计时器做实验时，实验误差更小呢？答案因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运动带来的阻力很小，使系统误差更小．二、用打点计时器测量平均速度根据v＝ΔxΔt可求出任意两点间的平均速度，其中Δx是纸带上两点间的距离，Δt是这两点间的时间间隔．想一想：如果纸带上的点迹分布不均匀，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？答案较小三、用打点计时器测量瞬时速度纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝ΔxΔt，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度．如图141所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即v E＝Δx Δt .图141想一想：在上图中，用DF 段和DG 段求出的平均速度，哪一个更接近E 点的瞬时速度？答案 因为当Δt 或Δx 较小时，求得的平均速度更接近某点的瞬时速度，所以DF 段求出的平均速度更接近E 点的瞬时速度．四、用图象表示速度速度时间图象(v t 图象)：用来描述速度随时间变化关系的图象，图象上的点反映某一时刻的瞬时速度．想一想：利用图象处理实验数据的好处是什么？答案 用图象法处理数据更直观、更具体、更方便．五、实验器材：电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、220 V 交流电源(电磁打点计时器使用学生电源)、刻度尺、纸带、墨粉纸盘(复写纸)、导线、坐标纸一、实验步骤1．了解电火花计时器的结构，然后把它固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把纸带放到墨粉纸盘的下面．2．把计时器接到220 V 的交流电源上．3．接通电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源．4．取下纸带，从能看得清的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点．如果共有n 个点，则用Δt ＝0.02×(n －1) s 计算出纸带的运动时间Δt .5．用刻度尺测量一下打下这些点纸带通过的距离Δx ，利用v ＝Δx Δt计算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中．二、数据处理1．利用打点计时器测量瞬时速度(1)取一条点迹清晰的纸带便于分析测量．(2)从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、…，如图142所示，测出各点到O点的距离，算出OA、AB、BC、……的距离x1、x2、x3、…….图142打点计时器打点的周期为T.(3)A、B、C、D、……各点的瞬时速度分别为v A＝x1＋x2 2T、v B＝x2＋x32T、v C＝x3＋x42T、v D＝x4＋x52T、…….把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动.图1432．图象法表示速度(1)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143所示的v t图象．(2)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，但它并不是物体运动的轨迹．三、注意事项1．使用电火花打点计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面．2．使用打点计时器时，应使物体停在靠近打点计时器的位置．3．使用打点计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定之后，再拉动纸带；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测量点到起始测量点O之间的距离)．5．区别计时点和计数点：计时点是打点计时器在纸带上打出来的点；计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点，一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点．计数点一般不是从第一计时点开始的，而是选择点迹清晰、与相邻的计时点间距适中的点开始．6．区别打点周期和计时周期：打点周期：两个相邻的计时点的时间间隔，即交流电源的周期，一般为0.02 s；计数周期：两个相邻的计数点的时间间隔，若相邻两个计数点之间还有(n－1)个计时点，则计数周期为T＝0.02n s.例1(2013～2014桂林高一期中)用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压________(填“交流”或“直流”)电源的两个接线柱上．B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过________(填“插孔”或“限位孔”)，并压在________(填“白纸”或“复写纸”)下面．C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx.D．切断电源，取下纸带，如果共有6清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________.E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点．F．利用公式v＝ΔxΔt计算纸带运动的平均速度．实验步骤的合理顺序是________．解析打点计时器使用交流电；把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面；若打6个点，则有(6－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝0.02×(6－1)s＝0.1 s；实验步骤的排列一般要先安装器材然后进行实验的思路进行，故实验步骤的合理顺序是：BAEDCF.答案交流限位孔复写纸0.1 s BAEDCF例2(2013～2014海南文昌高一段考)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况，在纸带上确定出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 共7个计数点．其相邻点间的距离如图144所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10 s ．(本题计算结果均保留3位有效数字)图144(1) 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先________再________(选填“释放纸带”或“接通电源”)．(2) 每两个计数点间还有________个点没有标出．(3) 试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10 s 测一次速度，计算出打下B 、C 、D 三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表．(4)将B 、C 、D 、E 、F 各个时刻的瞬时速度标在图145直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线．图145解析 (1) 在实验中，使用打点计时器操作步骤应先接通电源，再释放纸带；(2) 每两个计数点间还有n ＝Δt ΔT－1＝0.10.02－1＝4个点没有标出． (3)v B ＝（3.62＋4.38）×10－22×0.1m/s ＝0.400 m/s ； v C ＝（5.20＋4.38）×10－22×0.1m/s ＝0.479 m/s ； v D ＝（5.20＋5.99）×10－22×0.1m/s ＝0.599 m/s. (4)图线如下：答案(1)接通电源释放纸带(2)4(3)0.4000．4790.559(4)见解析例3如图146所示是某质点做直线运动的v t图象，试回答：(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动？(2)质点在5 s末的速度多大？解析(1)根据题中v t图象可知在AB段速度随时间不断增加，所以AB段表示质点做加速运动；在BC段速度不随时间而变化，所以BC段表示质点做匀速运动；在CD段速度随时间不断减少，所以CD段表示质点做减速运动．(2)质点在5 s末的速度由题中v t图象可知是15 m/s.答案(1)AB段表示质点做加速运动；BC段表示质点做匀速运动；CD段表示质点做减速运动．(2)15 m/s。