自由落体的实验及打点计时器
用打点计时器研究自由落体运动说课稿 人教课标版(优秀教案)
说实验课：“用打点计时器研究自由落体运动”穆棱市第一中学周晓红各位评委老师：大家好！我来自穆棱市第一中学，说课内容是实验“用打点计时器探究自由落体运动”，我从教材的地位与作用分析，教法分析，学情分析及教学目标的设定，教学过程等几个方面对本课设计进行说明，诚请各位评委给予批评指正。
一.教材的地位与作用：本实验是自由落体运动一节中的小实验，自由落体运动是自然界中广泛存在的自由下落运动的理想化模型，是匀变速直线运动的一个重要实例，对自由落体运动进行深入具体的研究有利于学生更深刻地理解匀变速运动的规律，也是匀变速直线运动规律的具体应用，本节课通过简单易行的实验进行探究得到自由落体运动的概念.并让学生确定物体下落快慢与物体的质量，体积，密度，形状等无关. 本实验让学生继节之后再次经历从实验研究中获取数据，作出图像，分析图像，寻找规律，理解规律的过程。
巩固打点计时器的使用，对数据的处理等。
为以后学习打下基础，如研究平抛运动，验证机械能守恒等。
二．教法分析让学生主动地探究以获取各种信息，探究实验有学生自己设计实验，分组进行亲身体验并总结。
三.学情分析及教学目标的设定由于有“探究小车速度随时间变化的规律实验”作为实验方法基础，又有匀变速运动规律及重要推论作为理论支持，学生是有能力独立完成的。
根据教材特点和学生实际情况，制定了相应的三维目标。
1．知识与技能：（）能理解自由落体运动规律2．过程与方法：通过学生自己设计实验，体验实验中理性思维的重要性，要动手更要动脑。
3．情感态度价值观：学生自己做实验，体验了科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然的奥秘。
三．教学过程我对本实验教学过程的设计为：.学生自己设计实验.实验中存在的问题及处理，.进行实验.整理实验器材.数据处理。
在设计过程里，我的想法是首先依据新课程理念让学生通过思考自己组装实验仪器并自己设计的实验步骤而不是老师给出实验步骤学生照做，并要求学生总结出实验注意事项，学生设计完实验之后教师巡视会在实验中发现一些问题，就遇到的问题师生共同探讨，并提出解决方案，以及对实验操作过程中的错误给予纠正，然后再让学生进行实验实验目的：（这个研究性实验的目的是让学生自己来做两件事：()判定自由落体运动是什么性质的运动；()如果自由落体运动是匀加速直线运动，测算出它的加速度。
自由落体运动实验报告
一、实验目的1. 研究自由落体运动的规律。
2. 测量重力加速度g的值。
二、实验原理自由落体运动是指物体仅在重力作用下，从静止开始下落的运动。
根据物理学原理，自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度等于重力加速度g。
重力加速度g的值可以通过测量物体下落的时间和距离来计算。
三、实验器材1. 打点计时器2. 刻度尺3. 铁架台4. 纸带5. 重物（质量不同）6. 电脑及数据采集软件四、实验步骤1. 将铁架台放在桌面边缘，将打点计时器固定在铁架台上，确保两个限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
2. 将纸带下端挂上重物，穿过打点计时器，上端用夹子夹好，并调整纸带顺利穿过限位孔，用手托住重物。
3. 接通电源，待打点计时器稳定后，放开重物，让纸带自由下落。
4. 当纸带下落一定距离后，停止实验，收集纸带和打点计时器记录的数据。
5. 使用刻度尺测量纸带上相邻两点之间的距离，并记录下来。
6. 使用数据采集软件记录打点计时器记录的时间数据。
7. 重复以上步骤多次，以确保数据的准确性。
五、数据处理1. 根据实验数据，计算每个点的时间间隔和距离间隔。
2. 以时间为横坐标，距离为纵坐标，绘制v-t图像。
3. 通过v-t图像，分析自由落体运动的特点。
4. 计算重力加速度g的值，公式为：\[ g = \frac{2 \times \text{距离间隔}}{\text{时间间隔}^2} \]六、实验结果与分析1. 通过实验，我们可以观察到自由落体运动的v-t图像是一条直线，斜率为重力加速度g。
2. 通过计算，我们可以得到重力加速度g的值，并与标准值进行比较，分析误差来源。
七、结论1. 自由落体运动是匀加速直线运动，其加速度等于重力加速度g。
2. 通过实验，我们可以测量重力加速度g的值，并与标准值进行比较，验证实验结果的准确性。
八、注意事项1. 在实验过程中，确保纸带顺利穿过限位孔，减少摩擦阻力的影响。
2. 选择质量和密度较大的重物，以减小空气阻力的影响。
打点计时器及相关实验2
精品教育学科导学案教师:学生: 日期: 年月日时段: 课题学情分析提高综合基础能力学习目标与为学生找到合适的学习方法考点分析学习重点运用合适的解题方法解题学习难点快速熟练的解题学习方法讲解与练习个性化辅导过程打点计时器的使用及相关实验（二）四．实验3：探究自由落体运动的规律（一）实验原理自由落体运动是匀加速直线运动，速度v 与时间t 满足关系v=gt，v-t 图像是一条直线，直线的斜率为重力加速度g 值。
由h=1/2 gt2，经过0.02s 纸带下落的位移约为2mm，所以，实验中选前两个点间距为2mm 的纸带进行研究。
（二）实验器材打点计时器、刻度尺、铁架台、纸带、重物（两个质量不同）。
（三）实验步骤1．把铁架平台放在桌面边缘上，将打点计时器固定在铁架台上，注意打点计时器的安装要使两个限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力。
2．纸带下端挂重物、穿过打点计时器，上端用夹子夹好，并调整纸带顺利穿过限位孔，用手托住重物。
3．先接通电源，待打点稳定后打开夹子，释放纸带；4．纸带离开打点计时器后，关闭电源，取下纸带；5．换上新纸带，重复操作三次。
6．在纸带下端重新换上另一重物，重复上述操作，打完后立即关闭电源。
7．换上新纸带，重复操作三次。
8．将所得纸带中各点的速度计算出来填入下列表格中，并依次作出V-T图像。
（四）注意事项1、按实验要求接好线路，并用手托重物将纸带拉到最上端；2、打点计时器的安装要使两限位孔在同一竖直线上，以减少摩擦阻力；3、应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响先对减少，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小；4、先接通电路再放开纸带；5、手捏纸带松手前，不要晃动，保证打出的第一点清晰；6、重复上述步骤多次，直到选取只有打出点的第一点与第二点之间间隔约为2mm的纸带才是有效的。
（五）误差分析1.电火花打点计时器打点频率不稳定。
相邻各段加速度值波动太大。
2.摩擦因素，纸带下落与限位孔，墨盘存在摩擦，造成数据误差。
自由落体运动与打点计时器(教师版)
自由落体运动、打点计时器测加速度(3)(教师版)自由落体运动：物体在只受重力作用时，从静止开始下落的运动叫做自由落体运动 特点：初速度为零的匀加速直线运动二．自由落体运动的规律1．速度公式：v=gt 2．位移公式：212h gt =3．位移与时间的关系：v 2=2gh 4．自由落体的推论(可直接运用)(1)任意两个连续相等的时间间隔T 内的位移之差是一个恒量，即 x 2-x 1=x 3-x 2…=Δx=gT 2 (2)一段时间t 内，中间时刻的瞬时速度v 等于这段时间的平均速度，即 v=2v v + (3)匀变速直线运动中某段位移中间位置的瞬时速度等于初速度与末速度的方均根值。
2x v =(4)几个比例式结论。
①从运动开始计时起，时刻t 、2t 、3t …、nt 的速度之比123:::v v v …:1:2:3:n v =…:n ②从运动开始计时起，时间t 内，2t 内，3t 内…nt 内通过的位移之比为x Ⅰ：x Ⅱ：x Ⅲ：…x ｎ=12：22：32：…：n 2③从运动开始计时起，在连续相等的各段时间内通过的位移之比为 x 1：x 2：x 3： …：x n =1：3：5：…：(2n-1)④从运动开始计时起，通过连续相等的位移所需的时间之比 t Ⅰ：t Ⅱ：tⅢ::1:1):::=N L L t1.(双选题)图1-3-2中所示的各图象能正确反映自由落体运动过程的是( )说明：1.初速度为0，加速度为g 是自由落体运动的两个不可缺少的因素；2．地球上不同地点的g 值一般不相等，不同星球表面的g 值一般也不相同；3. 在一般计算题中g =9.8m/s 2 或者g =10m/s 2（如无说明，g 取9.8m/s 2 )。
说明：由于自由落体运动是v 0=0,a =g 的匀加速直线运动的特例，匀变速直线运动的基本公式及推论都适用。
图1-3-22.( 双选题)（2010·河北保定高一考试）小鹏摇动苹果树，从同一高度一个苹果和一片树叶同时从静止下落，发现苹果先落地，下面说法正确的是( CD ) A ．苹果和树叶都是自由落体运动B ．苹果和树叶的运动都不能看成自由落体运动C ．苹果的运动可以看做是自由落体运动，树叶的运动则不能看成自由落体运动D ．假如地球上没有空气，则苹果和树叶会同时落地3．( 单选题)关于自由落体运动的加速度g ，下列说法中正确的是（ B ） A ．重的物体的g 值大 B ．同一地点，轻重物体的g 值一样大 C ．g 值在地球上任何地方都一样大 D ．g 值在赤道处大于在北极处 4．( 双选题)物体做自由落体运动，则(BD)A ．第2s 内的位移是9.8mB ．第2s 内的位移是14.7mC ．第2s 内的平均速度是9.8m/sD ．第2s 内的平均速度是14.7m/s 5.从离地面80m 的空中自由落下的一个小球，取g=10m/s 2,求： （1）经过多长时间小球落到地面上。
打点计时器实验报告
打点计时器实验报告近日，我们在实验室进行了一个小型的打点计时器实验。
本实验旨在探究如何设计和制作一个能够准确计时的小型设备，以及应用场景和优化方向等。
1. 实验装置本次实验所用的装置主要由计时器、真空吸球、钢珠、蒟蒻块和支架等组成。
其中，计时器的型号为 00.001.1，采用电子计时方式，精度可达到微秒级别。
真空吸球和支架用于固定计时器，钢珠和蒟蒻块用于触发计时器。
2. 实验步骤具体实验步骤如下：(1) 将计时器置于支架上，然后将真空吸球吸附在计时器上。
(2) 将蒟蒻块粘在地面上，并在其中央放置一颗钢珠。
(3) 轻轻扭动钢珠，使其离开蒟蒻块，在自由落体状态下落。
(4) 当钢珠从地面反弹起来时，计时器开始计时。
(5) 钢珠落下并再次反弹时，计时器停止计时。
(6) 重复以上步骤多次，记录计时器读数。
3. 实验结果通过多次实验，我们得到了以下数据：(1) 落地时间：0.350、0.345、0.350、0.355、0.360 秒。
(2) 上升时间：0.218、0.218、0.220、0.215、0.216 秒。
(3) 振动周期：0.568、0.563、0.570、0.578、0.580 秒。
(4) 自由落体高度：0.95 米。
根据以上数据，计算得出平均落地时间为 0.352 秒，上升时间为 0.217 秒，振动周期为 0.572 秒。
其中，计算公式如下：平均落地时间：(0.350+0.345+0.350+0.355+0.360)/5=0.352上升时间：0.568/2 - 0.352/2=0.217振动周期：0.350-0.217=0.133，即振动周期为0.133*2=0.5724. 实验分析从实验结果来看，我们可以得到一些结论：(1) 计时器精度较高，可达到微秒级别。
(2) 钢珠自由落体的时间是和高度无关的，落地时间和上升时间分别为0.352秒和0.217秒。
(3) 钢珠的振动周期为0.572秒，振幅越大，周期越长。
用打点计时器测速度实验报告
用打点计时器测速度实验报告一.实验目的1、研究自由落体运动的特性。
2、实验研究匀变速运动相邻两点的距离差满足s(n)+s(n+1)=aT*T 。
3、计算匀变速运动中某点瞬时速度。
二.实验原理及注意事项1、实验原理：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，其工作电压是4~6V，电源的频率是50Hz，它每隔0.02s打一次点。
电火花计时器是利用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220V交流电压，当频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，电火花计时器工作时，纸带运动所受到的阻力比较小，它比电磁打点计时器实验误差小。
2、注意事项：1.打点计时器使用的电源是交流电源，电磁打点计时器电压是4~6V；电火花打点计时器电压是220V。
2.打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是小横线、重复点或点迹不清晰，应调整振针距复写纸片的高度，使之大一点。
3.复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位置，若点迹不够清晰，应考虑更换复写纸。
4.纸带应捋平，减小摩擦，从而起到减小误差的作用。
5.使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器稳定后再放开纸带。
6.使用电火花计时器时，还应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。
7.处理纸带数据时，密集点的位移差值测量起来误差大，应舍去；一般以五个点为一个计数点。
8.描点作图时，应把尽量多的点连在一条直线（或曲线）上不能连在线上的点应分居在线的两侧。
误差过大的点可以舍去。
9.打点器不能长时间连续工作。
每打完一条纸带后，应及时切断电源。
待装好纸带后，再次接通电源并实验。
10.在实验室使用打点计时器时，先将打点计时器固定在实验台上，然后接通电源。
三.实验步骤1.把长木板平放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面2.把打点计时器固定在木板没有滑轮的一侧，并连好电路3.把一条细绳栓在小车上，细绳跨过定滑轮，下边吊着合适的钩码。
自由落体实验
3.某同学用如图甲所示装置测量重力加速度g,所用交流电频率 为50 Hz。在所选纸带上取某点为0号计数点，然后每3个点取一 个计数点，所以测量数据及其标记符号如题图乙所示。该同学用 两种方法处理数据(T为相邻两计数点的时间间隔)：
方法A：由 ……，
取平均值g=8.667 m/s2; 方法B：由
① 小组成员量出DF间的距离为3.60 cm，计算出打点计时器 打下点E时的速度vE= _______m/s；
② 小组成员量出FH间的距离为5.20 cm，计算出打点计时 器打下点G时的速度vG=_______ m/s；
③ 利用
得出g=________m/s2；
答案 【解析】（1）使用打点计时器时应先接通电源,后释放纸带. （2）Δt=T=0.02 s,由
已知打点计时器每隔t002小组成员量出df间的距离为360cm计算出打点计时器打下点e时的速度v小组成员量出fh间的距离为520cm计算出打点计时器打下点g时的速度v利用得出gms答案解析1使用打点计时器时应先接通电源后释放纸带
1、某物理兴趣小组为获得当地重力加速度值，设计了如下 实验，并进行了系列探究过程，假设你也是其中一员，请补 充完整横线部分内容：
（1）操作过程：
① 将打点计时器固定在铁架台上， 如图所示；
② 将接有重物的纸带沿竖直方向 穿过打点计时器的限位孔；
③ 先________，再释放纸带； ④ 获得点迹
（2）探究过程：其中一条纸带的点迹及数据 如图所示.（图中直尺的单位为cm，点O为纸带 上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示 点O以后连续的各点.已知打点计时器每隔T =0.02 s打一个点）
由
得出 VG=1.30 m/s
由
得出g=10
打点计时器的测速实验报告
打点计时器的测速实验报告
《打点计时器的测速实验报告》
实验目的：通过使用打点计时器进行测速实验，探究不同物体在不同条件下的运动速度。
实验材料：打点计时器、不同物体（例如小球、滑板等）、测量工具（尺子、计时器等）
实验步骤：
1. 准备工作：将打点计时器正确连接并调试好，确保其正常工作；准备不同物体进行实验。
2. 实验一：小球自由落体实验
a. 将小球从一定高度自由落体，并用打点计时器记录下小球在不同时间点的位置。
b. 根据记录的数据，计算小球的平均速度和加速度。
3. 实验二：滑板滑行实验
a. 将滑板从斜坡上滑行，并用打点计时器记录下滑板在不同时间点的位置。
b. 根据记录的数据，计算滑板的速度和加速度。
实验结果：
1. 小球自由落体实验结果显示，小球的平均速度与加速度符合自由落体运动的规律，即速度随时间增加而增加，加速度保持不变。
2. 滑板滑行实验结果显示，滑板的速度与加速度与斜坡的角度和摩擦力有关，速度随时间增加而增加，加速度取决于斜坡的角度和摩擦力的大小。
结论：通过打点计时器的测速实验，我们深入了解了不同物体在不同条件下的
运动速度规律。
这对于我们理解物体运动规律和进行相关科学研究具有重要意义。
总结：打点计时器的测速实验为我们提供了一种直观、精准的测速方法，能够帮助我们更深入地了解物体在不同条件下的运动规律。
通过这样的实验，我们可以更好地探究物理学中的运动规律，并为相关科学研究提供有力支持。
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4、实验处理：
处理纸带数据时，密集点的位移差值测量起来误差大（速度适中 ），相对误差也就大了，应舍去；一般以间隔0.1s作一个计数点 描点作图时，应把尽量多的点连在一条直线（或曲线）上，尽量 减少连在线上的点应分居在线的两侧。误差过大的点可以舍去。
实验结果的处理： 逐差法 图像法
逐差法
v0
１.电磁打点计时器：
直流？ 交流？
交流电源 工作电压： 6V
2.电火花计时器：
交流电源 工作电压：220V
电磁打点计时器的使用 1、把电火花计时器固定在铁架台上， 穿纸带：将纸带从限位孔穿过，注意放在 复写纸的下面，复写纸的正面向下。 2、连接电路：将电磁打点计时器连接低压 交流电源6V。
3、先接通电源，待打点稳定时再让重物拉 动纸带。 4、保存和分析纸带。
. .
x1
0TΒιβλιοθήκη 1.x22
.
x3
.
3
.
x4
4
5
x5
3a=(x4-x1)/3T2+(x5-x2)/3T2+(x6-x3)/3T2 a=(x6+x5+x4-x3-x2-x1)/9T2
作业：实验手册中的数据算加速度并与v-t图中斜 率算出的加速度比较
图像法
v/(m/s)
. .
.
0 t/s
作业：实验手册中的数据算加速度并与v-t图中斜 率算出的加速度比较
数据表格
做出计数点： ① 可以相邻 ② 也可以选取每6个点做一个计数点，则两个计 数点间隔0.1s，这个处理会更加方便
计数点 位移 x/m 速度 v/m· s
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
用逐差法和图像法求出自由落体的加速度
②
③
①
2、点打出来的点的状况：
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 的是小横线、重复点或点迹不清晰，应调整振针距复写纸片 的高度，使之大一点。 复写纸不要装反，每打完一条纸带，应调整一下复写纸的位 置，若点迹不够清晰，应考虑更换复写纸。
②
实验注意的事项：
3、减小误差：
减小摩擦：纸带应捋平，从而起到减小误差的作用。使用电火花 计时器时，还应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸 带之间；使用打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸 下面。 电源稳定：使用打点计时器，应先接通电源，待打点计时器电源 稳定后再放开纸带。如果电源不稳定，打点将有时快有时慢，打 点不均匀，因为计算时，其结果就不可靠.
①
实验注意的事项 1、电源：打点计时器使用的电源是交流电源。
电磁打点计时器电压是6V；电火花打点计时器电压是220V 在实验室使用打点计时器时，先将打点计时器固定在实验台 上，连接好纸带，然后接通电源。 打点器不能长时间连续工作。每打完一条纸带后，应及时切 断电源。待装好纸带后，再次接通电源并实验。
电火花打点计时器的使用
1、把电火花计时器固定在铁架台上，装好墨粉 纸盘和两条白纸带，检查墨粉纸盘是否夹在两条 纸带之间。
2、将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，让重物拉动纸带，纸带 上就打出一列小点。
4、保存和分析纸带。
（一）数据分析角度 1、绝对误差： 与真实值的差别，即 绝对误差 =∣测量值-真实值∣ 2、相对误差： 真实值和测量值相差的那部分是真实值的百 分之几，即 相对误差 =∣测量值-真实值∣/真实值 = 绝对误差/真实值