2013年高中物理 第1章 第4節(jié) 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度精品課件 新人教版必修1

1、第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度第四節(jié)實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測速度課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.學(xué)會使用打點(diǎn)計時器學(xué)會使用打點(diǎn)計時器2學(xué)會利用打出的紙帶求瞬時速度學(xué)會利用打出的紙帶求瞬時速度3能通過紙帶上點(diǎn)的位置關(guān)系分析物體的運(yùn)動能通過紙帶上點(diǎn)的位置關(guān)系分析物體的運(yùn)動情況情況4會用圖象表示速度隨時間變化的規(guī)律會用圖象表示速度隨時間變化的規(guī)律重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.打點(diǎn)計時器的正確使用打點(diǎn)計時器的正確使用2掌握測速度的方法掌握測速度的方法核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動講練課堂互動講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練第第四四節(jié)節(jié) 實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn) ：用用打打點(diǎn)點(diǎn)計計時時器器測測速速度

2、度課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案【實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法了解打點(diǎn)計時器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法2會用紙帶求速度及根據(jù)會用紙帶求速度及根據(jù)vt圖象處理數(shù)據(jù)圖象處理數(shù)據(jù)【實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理】1打點(diǎn)計時器的原理及使用打點(diǎn)計時器的原理及使用電火花計時器電火花計時器電磁打點(diǎn)計時器電磁打點(diǎn)計時器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖示圖示電火花計時器電火花計時器電磁打點(diǎn)計時器電磁打點(diǎn)計時器工作工作電壓電壓220 V交流電交流電6 V交流電交流電打點(diǎn)打點(diǎn)方式方式周期性產(chǎn)生電火周期性產(chǎn)生電火花花振針周期性上下振針周期性上下振動振動打點(diǎn)打點(diǎn)周期周期0.02 s0.02 s記錄記錄信息信息位移、時間位移、時間圖圖14

3、1計算出的平均速度會更接近計算出的平均速度會更接近C點(diǎn)的瞬時速度，然點(diǎn)的瞬時速度，然而兩點(diǎn)距離過小，測量誤差就會增大，所以兩點(diǎn)而兩點(diǎn)距離過小，測量誤差就會增大，所以兩點(diǎn)間位移太大或太小都不合適，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況間位移太大或太小都不合適，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取合適的兩個點(diǎn)，一般選取距選取合適的兩個點(diǎn)，一般選取距C點(diǎn)最近的兩個點(diǎn)最近的兩個點(diǎn)來求兩點(diǎn)間的平均速度點(diǎn)來求兩點(diǎn)間的平均速度【實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)器材】打點(diǎn)計時器、學(xué)生電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、打點(diǎn)計時器、學(xué)生電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙導(dǎo)線、坐標(biāo)紙【實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟】1把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上，紙帶穿過限把電磁打點(diǎn)計時器固定在桌子上

4、，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面面2把電磁打點(diǎn)計時器的兩個接線柱接到把電磁打點(diǎn)計時器的兩個接線柱接到6 V的低壓的低壓交流電源上交流電源上7把紙帶上能看得清的某個點(diǎn)作為起始點(diǎn)把紙帶上能看得清的某個點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后的點(diǎn)分別標(biāo)上以后的點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D作為作為“計數(shù)點(diǎn)計數(shù)點(diǎn)”，如圖如圖142所示，依次測出所示，依次測出O到到A、A到到B、B到到C之間的距離之間的距離x1、x2、x3.圖圖142核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動.位置位

5、置ABCDEF(xnxn1)/(m)v/(ms1)2利用利用vt圖象分析物體的運(yùn)動圖象分析物體的運(yùn)動(1)vt圖象的作法圖象的作法用橫軸表示時間用橫軸表示時間t，縱軸表示速度，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)，建立直角坐標(biāo)系根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平系根據(jù)測量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，即得到如圖滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來，即得到如圖143所示的所示的vt圖象圖象(2)vt圖象的意義圖象的意義vt圖象非常直觀地反映了速度圖象非常直觀地反映了速度隨時間變化的情況，它并不是物體運(yùn)動的軌跡隨時間變化的情況，它并不是物體運(yùn)動的軌跡圖圖143(3)勻速直線運(yùn)動的勻速直線

6、運(yùn)動的vt圖象圖象勻速直線運(yùn)動的勻速直線運(yùn)動的vt圖象是與時間軸平行的直圖象是與時間軸平行的直線，如圖線，如圖144所示，直線所示，直線a、b分別表示分別表示va4 m/s，vb8 m/s.圖圖144從勻速直線運(yùn)動的從勻速直線運(yùn)動的vt圖象中不僅可以看出圖象中不僅可以看出速度的大小，并且可以求出位移，根據(jù)位移公速度的大小，并且可以求出位移，根據(jù)位移公式式xvt，在，在vt圖象中就對應(yīng)著邊長分別為圖象中就對應(yīng)著邊長分別為v和和t的一個矩形面積，如圖的一個矩形面積，如圖145中畫斜線的中畫斜線的部分部分圖圖145(4)圖象法是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常用方法運(yùn)用圖象圖象法是處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的常用方法運(yùn)用圖象處理

7、數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)，如可以使物理規(guī)律直觀易處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)，如可以使物理規(guī)律直觀易懂，可以減小偶然誤差，可以方便地獲得某些未懂，可以減小偶然誤差，可以方便地獲得某些未經(jīng)測量或無法直接測量的物理數(shù)值等經(jīng)測量或無法直接測量的物理數(shù)值等二、誤差分析二、誤差分析1利用平均速度來代替計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度自身帶利用平均速度來代替計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度自身帶來系統(tǒng)誤差為減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點(diǎn)為中心來系統(tǒng)誤差為減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移的較小位移x來求平均速度來求平均速度2分段測量計數(shù)點(diǎn)間的位移分段測量計數(shù)點(diǎn)間的位移x帶來誤差減小此帶來誤差減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)誤差的方法是一次測量完

8、成，即一次測出各計數(shù)點(diǎn)到起始計數(shù)點(diǎn)點(diǎn)到起始計數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計算出各計數(shù)點(diǎn)的距離，再分別計算出各計數(shù)點(diǎn)間的距離間的距離3計數(shù)點(diǎn)間的時間計數(shù)點(diǎn)間的時間t搞錯計數(shù)點(diǎn)間涉及到搞錯計數(shù)點(diǎn)間涉及到n個個打印點(diǎn)，計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為打印點(diǎn)，計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為t(n1)0.02 s而非而非tn0.02 s.4作作vt圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定的不合理，作圖粗糙帶來誤差的不合理，作圖粗糙帶來誤差三、注意事項三、注意事項1實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計時器固定好，以免拉動紙帶實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計時器固定好，以免拉動紙帶時晃動，并要先輕輕試?yán)垘?，?yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)時晃動，并要先輕

9、輕試?yán)垘?，?yīng)無明顯的阻滯現(xiàn)象象2使用計時器打點(diǎn)時，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計時使用計時器打點(diǎn)時，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計時器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動紙帶器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動紙帶3手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集4使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計時器時，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面5使用電磁打點(diǎn)計時器時，如打出的點(diǎn)較輕或是使用電磁打點(diǎn)計時器時，如打出的點(diǎn)較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高

10、度短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫紙的高度6打點(diǎn)計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點(diǎn)之后打點(diǎn)計時器不能連續(xù)工作太長時間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源應(yīng)立即關(guān)閉電源7對紙帶進(jìn)行測量時，不要分段測量各段的位移對紙帶進(jìn)行測量時，不要分段測量各段的位移，正確的做法是一次測量完畢，正確的做法是一次測量完畢(可先統(tǒng)一測量出各可先統(tǒng)一測量出各個測量點(diǎn)到起始測量點(diǎn)個測量點(diǎn)到起始測量點(diǎn)O之間的距離之間的距離)讀數(shù)時應(yīng)讀數(shù)時應(yīng)估讀到毫米的下一位估讀到毫米的下一位課堂互動講練課堂互動講練打點(diǎn)計時器的使用打點(diǎn)計時器的使用 電磁打點(diǎn)計時器的工作電壓是電磁打點(diǎn)計時器的工作電壓是_，電火花計時器的工作電壓是電火花計時器的工作電壓是_，當(dāng)電源頻

11、，當(dāng)電源頻率是率是50 Hz時，它們每隔時，它們每隔_s打一次點(diǎn)使打一次點(diǎn)使用電磁打點(diǎn)計時器時，紙帶應(yīng)穿過用電磁打點(diǎn)計時器時，紙帶應(yīng)穿過_，復(fù)，復(fù)寫紙要放在紙帶的寫紙要放在紙帶的_面；打點(diǎn)時應(yīng)先面；打點(diǎn)時應(yīng)先_，穩(wěn)定后，再讓紙帶運(yùn)動，穩(wěn)定后，再讓紙帶運(yùn)動【精講精析精講精析】打點(diǎn)計時器分為兩種，電磁打點(diǎn)打點(diǎn)計時器分為兩種，電磁打點(diǎn)計時器使用低壓交流電源，而電火花計時器使用計時器使用低壓交流電源，而電火花計時器使用220 V交流電，電源頻率為交流電，電源頻率為50 Hz時，每隔時，每隔0.02 s打一個點(diǎn)，電磁打點(diǎn)計時器靠振針和復(fù)寫紙打點(diǎn)，打一個點(diǎn)，電磁打點(diǎn)計時器靠振針和復(fù)寫紙打點(diǎn)，紙帶應(yīng)穿過限位

12、孔，放在復(fù)寫紙下面，拉動紙帶紙帶應(yīng)穿過限位孔，放在復(fù)寫紙下面，拉動紙帶前，應(yīng)先接通電源前，應(yīng)先接通電源【答案答案】6 V以下以下220 V0.02限位孔上限位孔上接通電源接通電源【方法總結(jié)方法總結(jié)】兩種計時器的區(qū)別：兩種計時器的區(qū)別：(1)工作電壓工作電壓不同；不同；(2)工作原理不同；工作原理不同；(3)打點(diǎn)方式不同打點(diǎn)方式不同對實(shí)驗(yàn)操作及步驟的考查對實(shí)驗(yàn)操作及步驟的考查 (2011年杭州高一檢測年杭州高一檢測)在用打點(diǎn)計時器研究在用打點(diǎn)計時器研究小車在重物牽引下運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)有如下操小車在重物牽引下運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)有如下操作步驟，其中錯誤的步驟是作步驟，其中錯誤的步驟是_，有遺漏

13、內(nèi)容的步驟是，有遺漏內(nèi)容的步驟是_A拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計時器處，松拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計時器處，松開紙帶后再接通電源開紙帶后再接通電源B將打點(diǎn)計時器固定在平板上，并接好電路將打點(diǎn)計時器固定在平板上，并接好電路C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)?shù)你^碼懸掛適當(dāng)?shù)你^碼D取下紙帶取下紙帶E放手，使小車在平板上運(yùn)動放手，使小車在平板上運(yùn)動F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的限位孔限位孔將以上步驟完善后合理的序號排列為將以上步驟完善后合理的序號排列為_【精講精析精講精析】合理的步驟如下：

14、合理的步驟如下：B將打點(diǎn)計時器固定在平板上沒有滑輪的一端，將打點(diǎn)計時器固定在平板上沒有滑輪的一端，并接好電路并接好電路F將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計時器的限位孔限位孔C把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)?shù)你^碼面懸掛適當(dāng)?shù)你^碼A拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計時器處，拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計時器處，接通電源接通電源E放手，使小車在平板上運(yùn)動放手，使小車在平板上運(yùn)動D斷開電源，取下紙帶斷開電源，取下紙帶【答案答案】ABDBFCAED【方法總結(jié)方法總結(jié)】學(xué)會打點(diǎn)計時器的使用是本節(jié)的學(xué)會打點(diǎn)計時器的使

15、用是本節(jié)的一個重要內(nèi)容，打點(diǎn)計時器的使用步驟是要嚴(yán)格一個重要內(nèi)容，打點(diǎn)計時器的使用步驟是要嚴(yán)格遵守的，不能混亂遵守的，不能混亂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 (2011年莆田高一檢測年莆田高一檢測)如圖如圖146所示是用所示是用打點(diǎn)計時器測瞬時速度實(shí)驗(yàn)時得到的一條紙帶的一打點(diǎn)計時器測瞬時速度實(shí)驗(yàn)時得到的一條紙帶的一部分，從部分，從0點(diǎn)開始依照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為點(diǎn)開始依照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6，現(xiàn)在量得，現(xiàn)在量得0、1間的距離間的距離x15.18 cm,1、2間的距離間的距離x24.40 cm,2、3間的距離間的距離x33.62 cm,3、4間的距離間的距離x42.78 cm,4、5間的距離間的距離x52.00 cm,5、6間的距離間的距離x61.22 cm(f50 Hz)圖圖146(1)根據(jù)上面記錄，計算打點(diǎn)計時器在打根據(jù)上面記錄，計算打點(diǎn)計時器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時的速度并填在下表中點(diǎn)時的速度并填在下表中.位置位置12345v/ms1(2)根據(jù)根據(jù)(1)中表格，在圖中表格，在圖147中畫出小車的中畫出小車的速度時間圖象，并說明小車速度變化特點(diǎn)速度時間圖象，并說明小車速度變化特點(diǎn)圖圖147【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】求某點(diǎn)的速度時，我們用相鄰兩點(diǎn)求某點(diǎn)的速度時，