2017人教版高中物理必修一1.4《实验 用打点计时器测速度》word学案.doc

1、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

2、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 1413 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

3、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 14 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 ？ 二、电火花计时器 电火花计时器电火花计时器的外形如图 142 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

4、描迹仪配套使用. 图 142 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 mm700 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】

5、 问题：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？ 问题：打点计时器能记录哪些信息？ 三、注意事项： 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。 使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放 纸带。 释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 使用电火花计时器时，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 电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 典型例题 例 1电磁打点计时器的打点周期取决于（ ） A.交流电压的高低 B.交流电的频率 C.

6、永久磁铁的磁性强弱 D.振针与复写纸间的距离 例 2电 磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，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 【当堂检测】 1.图为打点计时器打出的一条纸带，从纸带上看，打点计时器出的毛病是( ) A.打点计时器接在直流电源上 B.电源电压不够大 C.电源频率不够大 D.振针压得过紧 2.在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图 144 所示，取 O为起 点位置，每隔 5 个间隔为一个计数点，实验使用的电源是 50 Hz 的低压交流电源，其中 OA0.60 cm， OB2.40 c

7、m， OC9.60 cm则 C 距离是_cm，在 BC 段的平均速 度 v_ms 第 2 课时：学生分组实验并记录、分析数据，得出结论 四练习使用打点计时器 交流与讨论 问题 1电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置? 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? 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? 问题：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? 问题：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 五、用打点计时器测量瞬时速度 示例：如图 145，测量出包括 E 点在内的 D，F

8、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 图 144 x/t 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 六、用图象表示速度 提问：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 典型例题 例 1电磁打点计时器是一种使用交流电源的计

9、时仪器，当电源频率为 50 Hz 时，振针每 隔 0.02 s 在纸 带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于 50 Hz 时，数据计算仍然是按照每隔 0.02 s 打一个点来处理的则测出的速度数值与物体 的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么? 例 2如图 146 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 出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线 图 146 【当堂检测】 1关于计数点的下列说法中，哪些是正确的? ( ) A用计数点进行测量计算，既方便，又可

10、减小误差。 B相邻计数点间的时间间隔应是相等的。 C相 邻计数点间的距离应当是相等的。 D计数点是从计时器打出的实际点中选出来 ，相邻计数点间点痕的个数相等。 2本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( ) A每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为 010 秒。 B每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔 是 O08 秒。 C每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为 008 秒。 D每隔五个点取一个计数点，则计数点间的 时间间隔为 010 秒。 E每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为 008 秒。 3打点计时器振针打点的周期，决定于： ( ) A交流电压

11、的高低。 B交流电的频率。 图 145 C永久磁铁的磁性强弱。 D振针与复写纸的距离。 1.4 实验：用打点计时器测速度（学生用） 班级： 姓名： 学号： 课后提升 1关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( ) A打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为 50Hz； 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要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源； D为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。 2运动物体拉动穿过打点计时器的纸带 ，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点 直接记录了（ ） A物体运动的时间； B物体在不同时刻的位置； C物体在不 同时刻的速 度； D物体在不

12、同时间内的位移。 3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 18cm，则（ ） A手运动的平均速度为 0.03m/s B手运动的平均速度为 1.5m/s C手运动的平均速度为 1.8m/s D手运动的平均速度为 180m/s 4在 使 用 电 磁 打 点 计 时 器 时 ， 有 时 发 现 计 时 器 的 打 点 周 期 不 稳 定 ， 其 原 因 可 能 是 A 交 流 电 源 的 电 压 不 稳 定 B 交 流 电 源 的 频 率 不 稳 定 C 巳 永 久 磁 铁 的 磁 性 太 弱 D 振 片 的 固 有

13、 频 率 与 交 流 电 源 的 频 率 有 偏 差 5 根 据 打 点 计 时 器 打 好 的 纸 带 ， 可 以 从 纸 带 上 直 接 得 到 的 物 理 量 是 （ ） A 时 刻 B 时 间 C 位 置 D 位 移 E 平 均 速 度 6 根 据 打 点 计 时 器 打 好 的 纸 带 ， 通 过 适 当 的 计 算 可 以 得 到 的 物 理 量 是 （ ） A 时 刻 B 时 间 C 位 置 D 位 移 E 平 均 速 度 7 打 点 计 时 器 在 纸 带 上 打 出 点 痕 ， 下 列 关 于 纸 带 上 的 点 打 点 计 时 器 在 纸 带 上 打 出 点 痕 ， 下 列

14、 关 于 纸 带 上 的 点 。 （ ） A 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 和 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 质 量 和 形 状 D 点 在 纸 带 上 的 分 布 情 况 ， 反 映 了 物 体 的 运 动 情 况 8 某 同 学 用 电 磁 打 点 计 时 器 做 实 验 时 ， 在 纸 带 上 留 下 的 不 是 圆 点 ， 而 是 一 列 短 线 ， 这 可 能 是 因 为 ( ) A 打 点 计 时 器 错 接 在 直 流 电 源 上

15、 ； B 电 源 频 率 不 稳 定 ； C 打 点 的 振 针 压 得 过 紧 ； D 打 点 的 振 针 压 得 过 松 。 9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 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 ，并压在 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 。x D切断电源，取下纸带，如果共有 n 个清晰的点，则这段纸

16、带记录的时间 t 。 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 计算纸带运动的平均速度。txv 实验步骤的合理顺序是 10使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？ （1）错接在直流电源上，影响是 （2）电源频率不稳，影响是 （3）打点针压得太紧，影响是 （4）电源电压不稳，影响是 （5）振针过长，影响是 11美国著名短跑运动员卡尔刘易斯曾以 9.86s 跑完 100m在这次赛跑中，从起跑点算 起每 10m 所用时间分别是： 1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s，最后 20m 用了 1.74s从 这

17、组数据可以算出，他跑完 100m 的平均速度是_m/s，平均速 度最小的是第_个 10m，平均速度最大的是第_个 10m。 12如图 1 所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的右端后通过打点计时 器从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是 。若所用电源频率为 50Hz，从打下 A 点到打下 D 点，共 13 点，历时 s，位移为 m，这段时 间内纸带运 动的平均速度是 m/sBD 段的平均速度是 m/s。 13电火花打点计时器使用交流 V 电源工作，它是利用 在纸带上打 出一行点迹的 计时仪器工作电源频率是 50Hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的 频率变为 60Hz，仍按 50Hz 的频率计算 ，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 （填“偏大”或“偏小” ） 。