實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度學(xué)案

第一章運(yùn)動(dòng)的描述（人教版）§實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度（同步學(xué)案）一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。2.經(jīng)歷使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的過程,能正確,熟練地使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.3.會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況，掌握一些處理數(shù)據(jù)的基本方法。二、重點(diǎn)難點(diǎn)1.重點(diǎn)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度，畫物體的速度—時(shí)間圖象。2.難點(diǎn)：對紙帶數(shù)據(jù)的處理，畫圖象的方法。三、學(xué)法指導(dǎo)本節(jié)實(shí)驗(yàn)課通過自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書,培養(yǎng)獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。通過實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息,用數(shù)學(xué)的方法表述出來.培養(yǎng)獲取信息處理信息的能力,體會(huì)處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法通過畫速度---時(shí)間圖象培養(yǎng)用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識(shí)。首先把本節(jié)課的內(nèi)容認(rèn)真的看一遍。最后完成本學(xué)案。四、自主學(xué)習(xí)（一）認(rèn)識(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種2．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（1）結(jié)構(gòu)：（2）工作電壓是，當(dāng)電源是50Hz時(shí)，每隔打一個(gè)點(diǎn)。（3)工作原理:當(dāng)接通電源時(shí)，在的作用下，便振動(dòng)起來，帶動(dòng)上下振動(dòng),這時(shí)如果紙帶運(yùn)動(dòng)，就通過在紙上留下一行小點(diǎn)．（4)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用方法:①固定:安裝好復(fù)寫紙并將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子邊緣或鐵架臺(tái)上。②穿:將穿過限位孔與墨粉紙盤。③定:將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接入50Hz交流電源，電壓從4V開始，觀察振動(dòng)情況，若振動(dòng)片振幅較小再升高電壓至6V。④接:啟動(dòng)電源，然后拖動(dòng)紙帶（或釋放物體）打出點(diǎn),觀察點(diǎn)跡是否.⑤關(guān):打完點(diǎn)后，立即電源（5）注意事項(xiàng)：①工作電流為②工作電壓為以下③實(shí)驗(yàn)前檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度④使用時(shí)應(yīng)先，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定時(shí)再拉動(dòng)紙帶或釋放物體⑤手拉動(dòng)時(shí)，速度應(yīng)適當(dāng)一些，以防打的點(diǎn)跡太密集3．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（1）結(jié)構(gòu)：（2）工作電壓是，（3）工作原理：使用時(shí)，套在紙盤軸上，把紙帶穿過限位孔．接通交流電源，按下開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)、到紙盤軸，產(chǎn)生放電．當(dāng)電源是50Hz時(shí)，它每隔打一個(gè)點(diǎn)。（4）電火花計(jì)時(shí)器使用方法:①固定:安裝好并將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在邊緣或鐵架臺(tái)上。②穿:將紙帶穿過與③定:將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接入交流電源。④接:啟動(dòng)電源，然后拖動(dòng)（或釋放物體打出點(diǎn)并觀察點(diǎn)跡是否清晰.⑤關(guān):打完點(diǎn)后，立即關(guān)閉電源對比兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器所用電源打點(diǎn)方式時(shí)間間隔實(shí)驗(yàn)誤差（二）練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪么虺龅募垘а芯课矬w的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)步驟：(1)將電火花計(jì)時(shí)器固定在上，檢查是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上。(2)把紙帶裝好(3)把電火花計(jì)時(shí)器的電源插頭插在的交流電源上。(4)按下，用手水平地拉動(dòng)，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即電源．五、典型例題例1、關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，下列敘述中正確的是()A．點(diǎn)跡均勻，說明紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)B．點(diǎn)跡變稀，說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng)C．點(diǎn)跡變密，說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng)D．相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的振針打點(diǎn)的頻率一定(50Hz)，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等，如果紙帶勻速運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)跡均勻；如果紙帶加速運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)跡變?。蝗绻垘p速運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)跡變密．答案ABD例2．圖1-4-1是一位同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為0．02s，紙帶旁邊是一支最小刻度為1mm的直尺，試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體在AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度和在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度。解析：AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于A到C的位移跟所用的時(shí)間的比值。位移的大小從刻度尺上讀出：x=4.20cm，A到C共11個(gè)點(diǎn)，10個(gè)時(shí)間間隔，所以A到C所用的時(shí)間t=×10=，所以

根據(jù)公式計(jì)算B點(diǎn)的瞬時(shí)速度，為了盡量精確地反映物體在B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢，我們盡量在靠近B點(diǎn)的地方取得數(shù)據(jù)，例如取靠近B點(diǎn)的左右兩個(gè)點(diǎn)子，左邊一個(gè)點(diǎn)子在刻度尺上的讀數(shù)是1.73cm，右邊一個(gè)點(diǎn)子在刻度尺上的讀數(shù)是2.61cm，那么Δx=－1.73cm=0.88cm，兩點(diǎn)間相隔的時(shí)間為Δt=×2=，所以

六、課堂練習(xí)1．運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了()A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B、物體在不同時(shí)刻的位置C．物體在不同時(shí)刻的速度D．物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移2.如圖是一位同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1mm的直尺，試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體：(1)在AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度；(2)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度．3.如圖所示為某物體的v－t圖象，試說明該物體的運(yùn)動(dòng)情況．4.在下列四個(gè)圖象中，表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的是()5.根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是()A．時(shí)間間隔B．位移C．速率D．平均速度6.接通電源與釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動(dòng)，這兩項(xiàng)操作的時(shí)間順序是()A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以7.下列說法中正確的是()A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理基本一樣B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電頻率是一樣的D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是s8.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50Hz的交流電，其相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，這紙帶上記錄的時(shí)間為t，則下列各式正確的是()A．T＝s，t＝NTB．T＝s，t＝(N－1)TC．T＝s，t＝(N－1)TD．T＝s，t＝NT9．練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在帶有定滑輪的長木板上，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，讓連接小車的紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在10V以下的直流電源上C．拉動(dòng)紙帶后，再接通電源D．取下紙帶，以紙帶上起始點(diǎn)為O，依次在每個(gè)點(diǎn)上標(biāo)出1、2、3、…，用刻度尺分別量出兩點(diǎn)間的距離，比較是否相等，判斷是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)試糾正以上步驟中錯(cuò)誤之處．10.一同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶分析小車的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，從幾條紙帶中選出了一條不很完整的紙帶，如圖所示．紙帶上有六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所用交流電的頻率為50Hz，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離已標(biāo)在圖中，單位是厘米．(1)計(jì)算0～6點(diǎn)之間的平均速度；(2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第4個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度接近多少？11.汽車沿平直公路行駛，小明坐在駕駛員旁邊注視速度計(jì)，并記下間隔相等的各時(shí)刻的速度值，如下表所示：t/s05101520253035404550v/(km·h－1)20304050505050352050根據(jù)小明的記錄內(nèi)容，試完成下列問題：(1)從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時(shí)間內(nèi)的特點(diǎn)：在0～15s內(nèi)，汽車的速度在變化，時(shí)間每經(jīng)過5s速度增大________km/h；在15～30s內(nèi)汽車速度不變，速度大小為________km/h；在30～45s內(nèi)汽車速度在變化，每5s速度減小______km/h.(2)請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出對應(yīng)的v－t圖象．(3)如果認(rèn)為在0～15s內(nèi)速度變化是均勻的，你能在圖象中找出汽車在s時(shí)的速度值嗎？參考答案1．AB2.解析(1)根據(jù)平均速度的定義，AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于A到C的位移跟所用時(shí)間的比值．位移的大小可以從刻度尺上直接讀出：x＝4.00cm，A到C共10個(gè)點(diǎn)，9個(gè)時(shí)間間隔，所以A到C所用的時(shí)間t＝s×9＝s，所以AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度eq\x\to(v)＝eq\f(x,t)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s；(2)根據(jù)公式vB＝eq\f(Δx,Δt)來計(jì)算B點(diǎn)的瞬時(shí)速度．為了盡量精確地反映物體在B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢，我們盡量在靠近B點(diǎn)的地方取得數(shù)據(jù)，例如取靠近B點(diǎn)的左右兩個(gè)點(diǎn)，左邊點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)是1.77cm，右邊點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)是2.65cm，那么Δx＝2.65cm－1.77cm＝0.88cm，兩點(diǎn)間相隔的時(shí)間為Δt＝s×2＝s，所以B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f×10－2m,s)＝0.22m/s.3.解析0～4s物體做加速運(yùn)動(dòng)，末速度為12m/s；4～6s物體做減速運(yùn)動(dòng)，末速度為0；6～7s物體做反向加速運(yùn)動(dòng)，末速度大小為4m/s；7～8s物體做反向減速運(yùn)動(dòng)，末速度為0.4.答案BC解析在v-t圖象中表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖線是平行于t軸的一條直線；在x-t圖象中表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的圖線是過原點(diǎn)的直線，故選項(xiàng)B、C項(xiàng)正確．5.答案AB解析因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔s打一次點(diǎn)，根據(jù)紙帶上打點(diǎn)的個(gè)數(shù)可確定出時(shí)間間隔，故A正確；由刻度尺可直接測量出兩點(diǎn)間距離即位移大小，故B正確；速率和平均速度可通過上述A、B項(xiàng)，再進(jìn)行計(jì)算方可求得，因此C、D項(xiàng)錯(cuò)．6.答案A解析按照操作順序，必須先接通電源，讓計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后再釋放紙帶，所以只有A正確．7.答案ACD8.答案C9.答案A中應(yīng)將計(jì)時(shí)器固定在沒有定滑輪的一端；B交流電源上，C先接通電源再拉動(dòng)紙帶；D從能夠看清的點(diǎn)開始．10.答案(1)0.68m/s(2)0.83m/s解析(1)0到6點(diǎn)間的平均速度為：v＝eq\f(Δx,Δt)＝eq\f＋＋＋＋＋,6××5))×10－2m/s＝0.676m/s≈0.68m/s(2)當(dāng)打點(diǎn)計(jì)