2015年秋高中物理 1.4实验：用打点计时器测速度课件 新人教版必修1
高中物理第一章运动的描述1.3运动快慢的描述—速度1.4实验用打点计时器测量速度教
实验：用打点计时器测量速度
一、教学目标
1．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、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平均速度和瞬时速度．
（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．
2．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．
3．情感目标
（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．
二、教学要点
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，用描点法画图象的能力．
四、教学流程 教学流程 教师活动 学生活动 设计意图
环节一：课程导入 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．
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-新人教版高一必修1物理教案
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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.
—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.
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2 / 7 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?
人教版物理必修一1.4 实验：用打点计时器测速度 教学设计
1 / 8 《用打点计时器測速度》教学设计
【课题】用打点计时器測速度
【教材】人民教育出版社《物理》必修I 第一章第四节
【课型】实验课
【课时】1课时
【教材分析】
内容分析
一、打点计时器原理及构造；二、练习使用打点计时器；三、用打点计时器测量瞬时速度；四、用图像表示速度、v—t图像。强调能力的培养，如阅读仪器说明书、从图像获取数据、分析数据、用图像描述研究物理过程的能力。
教材的地位和作用
课本P24-25问题与练习中出现了匀速、匀加速、匀减速运动的图像，编者的意图是巩固速度与瞬时速度的意义，加深对图像的理解，为下一节《加速度》的教学做准备。
新旧教材的对比
新教材 旧教材
改 名 用打点计时器测速度 练习使用打点计时器 提供测速度一种方法
变 更 打点计时器是一种记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器 打点计时器是一种计时仪器
测量点（计数点） 计数点
如上表所示，从课题的名称、编排、内容上有很大变化。旧教材放在实验里。新教材放在了课本里，用较为正式、较长的篇幅，共7页来介绍，可见其地位的变化。老教材只要求测量手的运动平均速度，判断是否做匀速运动。新教材强调了能力的培养，如阅读仪器说明书、从图像获取数据、分析数据、用图像描述研究物理过程的能力。
【学生学情分析】
1.学生已经具备的知识准备有：平均速度和瞬时速度的概念，长度的测量方2 / 8 法，即刻度尺的使用。
2.学生的障碍：瞬时速度和平均速度的区别，记录、处理实验数据时有效数字位数问题。
【教学目标】
知识与技能
①了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能
②能够阅读产品说明书，掌握打点计时器的使用方法。
③初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理，测定物体的速度④学会建立物体运动的v—t图象。
过程与方法
①通过实验探究过程，了解物理学的研究方法，培养学生信息收集和处理能力分析、解决问题和交流、合作能力。
高中人教版物理必修1(课时作业与单元检测)：第一章 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
(10分钟，10分)
1．关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( )
A．打点计时器应用交流电源，交流电频率必须为50 Hz
B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面
C．使用打点计时器时要先接通电源，后释放纸带
D．打点结束后应立即切断电源
【答案】CD
【解析】打点计时器应用交流电源，但交流电源的频率不一定是50 Hz，选项A错误；纸带应在复写纸的下面，选项B错误；使用打点计时器时一定要先接通电源，后释放纸带，这样做的好处在于能够在纸带上打上足够多的点，充分利用纸带，便于分析，选项C正确；打点计时器只能连续工作很短时间，因此打点之后要立即关闭电源，选项D正确．
2．手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18 cm，则( )
A．手运动的平均速度为0.03 m/s
B．手运动的平均速度为1.5 m/s
C．手运动的平均速度为1.8 m/s
D．手运动的平均速度为180 m/s
【答案】C
【解析】打点计时器每打两个点的时间间隔为0.02 s，计数点1到6有5个间隔，即时间间隔为0.1 s，根据公式v－＝xt知，v－＝1.8 m/s.
3．在对打点计时器打出的纸带进行分析时，我们可以从纸带上直接测量的物理量是( )
A．时间间隔 B．位移
C．平均速度 D．位置
【答案】B
【解析】时间间隔和位置是纸带上直接记录的物理量，无需测量，选项AD均错误；位移是利用刻度尺直接测量获得的物理量，选项B正确；平均速度是利用记录的时间和直接测量的位移，借助公式间接获得的物理量，选项C错误．
4．用接在50 Hz交流电源上的打点计时器测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个计时点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4…，量得0与1两点间的距离x1＝30 mm,1与2两点间的距离x2＝34 mm,3与4两点间的距离x3＝48 mm，则小车在0与1两点间的时间间隔为________，小车在0与1两点间比在1与2两点间运动的________(“快”或“慢”)，小车在0与1两点间的平均速度为________．
【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vE＝ΔxΔt.
高中物理必修一 实验用打点计时器测速度解析版
第1.4课（实验）用打点计时器测速度
一、实验原理
1.两种打点计时器的比较
电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电压6 V以下交流电源220 V交流电源打点周期0.02 s0.02 s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能功能相同，都是计时仪器
电磁打点计时器的工作原理
如图所示，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．
二、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。
打点计时器的作用
1. 测时间（直接测出，电源频率 50 Hz，每隔 0.02 s秒打一个点）。
2. 测位移（直接测出）。
3. 测纸带的速度（间接测出），研究物体的运动。
4.分析纸带 → 研究物体运动
用打点计时器测量瞬时速度
（1）测平均速度：xtv
方法：先取计数点0，1，2，3，4……用刻度尺量出计数点间的距离（位移）Δx，计入表格，同时记下对应的时间Δt，然后根据公式算出平均速度。
（2）测瞬时速度：
当Δt无限小的时候，两点间的平均速度近似等于两点间某点的瞬时速度，故——用两点间的平均速度代替两点间某点的瞬时速度。
三、实验过程
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6 V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。随后关闭电源。
高中物理 第一章 运动的描述 4 实验：用打点计时器测速度课后作业(含解析)新人教版必修1-新人教版
word 1 / 7 实验：用打点计时器测速度
限时：45分钟
一、单项选择题
1．在“用打点计时器测速度〞的实验中，根据打出点的纸带判断运动是匀速直线运动还是变速直线运动时( D )
A．应通过测量纸带表示的运动的全路程来判断
B．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
C．必须通过计算全程的平均速度来判断
D．可以通过测量每相邻两点间的距离，看是否都相等来判断
解析：判断是否为匀速直线运动，就是比拟在任意相等时间内通过的位移是否相等(在实验误差允许范围内)，假设相等如此是匀速直线运动，假设不相等如此不是匀速直线运动，选项D中，相邻两点间的时间相等，因此D正确；不必测量全路程，A错误；也没必要计算全程的平均速度或任意两点间的平均速度，B、C错误．
2．质点做直线运动的v－t图象如下列图，表示质点做匀速直线运动的是( A )
解析：匀速直线运动的速度大小、方向都不变，A对，B、C、D都错．
3．如下列图，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( B )
word 2 / 7 解析：在一样的时间内发生的位移一样，物体做匀速直线运动，而打点计时器每隔一定时间打一个点，时间间隔一样，假设做匀速直线运动，其点与点之间的间距应一样，由此可知B正确．
4．在实验中，某同学得到一张打点清晰的纸带如下列图，要求测出D点的瞬时速度．本实验采用包含D点在内的一段间隔中的平均速度来粗略地代表D点的瞬时速度，如下几种方法中最准确的是( D )
A.AGΔt1＝vD，Δt1＝0.14 s
B.BEΔt2＝vD，Δt2＝0.06 s
C.CEΔt3＝vD，Δt3＝0.1 s D.CEΔt4＝vD，Δt4＝0.04 s
解析：求D点的瞬时速度，最准确的应是包含该点与该点相邻的两点之间的平均速度．C错在时间间隔上，CE间的时间间隔应为0.04 s.
二、多项选择题
5．在练习使用打点计时器实验中，用“图象法〞处理实验数据时，为了减小误差( BD )
人教版高中物理必修一第5讲：实验：用打点计时器研究匀变速直线运动(教师版).docx
实验：用打点计时器研究匀变速直线运动
&大脑体操）
爲作业完成情况）
，占教学目标）
1. 了解打点计时器的使用规则；
2. 常握匀变速直线运动的两个重要推论；
3. 掌握用打点计时器测算速度和加速度的方法;
1•固定打点计时器：将打点计吋器纸带限位器与长木板纵轴位置对齐，使纸带、小车拉线和定
滑轮在一条直线上。
2•会用复写纸调节片：安装复写纸时，先将复写纸调节片向外拉出，将复写纸圆片孔套在复写
纸定位销上，向里推调节片，可调节复写纸的位置。
3•将纸带穿过限位孔，从复写纸下穿过压纸框，从另一侧限位框穿出。
4. 电源是50Hz、4・6V的交流电。开启电源等待l・2s再由小车拖动纸带。纸带打完后立即切断
电源，这样做可以避免因线圈发热而导致损坏。
打点计时器常见故障以及可能原因:
现象 可能原因
打点不清晰
振针过高；
电压太低，振幅小： 复写纸用得太久； 永磁体磁性不足；
振片不在永磁体屮央。
打的不是点， 是短线 振针过低； 一.打点计时器的使用
圏141电磴扌］点计时需 正总冲输出扭皮
电源捕弘见带r
HE 14-2电火花「苛器
所加电压太高，振幅过大：
打直线或无点 所加的电源为直流电源
打双点 振针松动
二、用打点计时器计算匀变速直线运动某点瞬时速度的方法
利用匀变速直线运动的推论：中间时刻瞬时速度等于该段平均速度，即
三、用打点计时器计算匀变速直线运动加速度的方法
利用匀变速直线运动的推论：相邻相等时间间隔的位移差相等：Ax=aT2
为了精确，我们要多测量取平均值，所以如果有四小段位移，用a-（X4+Xffi+X1）,如有六小段
四、实验要点：
1•先打点，后运动。即一定要先接通电源，待打点稳定后，再释放物体进行运动；
2. 电源一般都是50Hz,所以每两点I'可的时间I'可隔是0.02s,可绝大多数的题，都会“每隔4点取 一点”，或者''每5点取一点”，或者“图中每两点之间有四点未画出”等，所以用来计算的吋间间 隔 T
第1.4节 实验：用打点计时器测速度-一键穿透物理必修1同步讲学
第一章 运动的描述
第4节 实验：用打点计时器测速度
1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理，学会使用打点计时器.
2.掌握测瞬时速度的方法，会用打出的纸带求瞬时速度.
3.理解速度随时间的变化图象，并能根据图象分析物体的运动．
1．打点计时器作用及分类
打点计时器是一种使用交流(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s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打点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：6V以下的交流(填“交流”或“直流”)电源．
(2)原理：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．
3．电火花计时器
(1)工作电压：220V交流(填“交流”或“直流”)电源．
(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹．
4．两种打点计时器误差比较
电火花计时器使用中对纸带运动阻力极小，因而系统误差较小．
考点一、练习使用打点计时器
1．实验步骤
(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带．
(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V低压交流电，电火花计时器接220V交流电)．
(3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源．
(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，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＝ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的平均速度．
2．注意事项
高中物理第一章第四节实验用打点计时器测速度导
1 第四节 实验：用打点计时器测速度
【学习目标】
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、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．明确速度一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一时间图象，
【自主学习】
一、电磁打点计时器
观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法．
1、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，每隔________秒打一次点，
二、电火花计时器
观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．
1、电火花计时器通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，振针每隔 s打一次点。
【预习自测】
1．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（ ）
A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源
C．释放纸带同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以
2．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（ ）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
4．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（ ）
A．点痕记录了物体运动的时间
B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移
C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状
D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况
5．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________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 2 6．如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是 50 Hz．