练习使用打点计时器测速度和加速度.docx

练习使用打点计时器测速度和加速度用打点计时器测速度教学设计 用打点计时器测速度教学设计 【教学目标】1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,学会安装和运用。2.理解依据纸带测量速度的原理,学会粗略测量瞬时速度。3.理解速度-时间图象的意义,驾驭描点法画图象的方法。【重点难点】重点:1.打点计时器的运用。2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。3.画物体的速度-时间图象。难点:1.对纸带数据的处理。2.图象的画法及对图象理解。【教学支配】2课时【三维目标】学问与技能: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,驾驭打点计时器的运用方法。3、初步学会从纸带上获得时间和位移等试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v-t图。过程与方法:1、通过试验探究过程,了解物理学的探讨方法,培育学生信息收集和处理实力,分析、解决问题实力和沟通、合作实力。2、初步了解用图象描述和探讨物理过程的方法,体会数学在物理学问中的应用。情感看法和价值观:1、在试验活动中,培育学生严谨的科学看法和实事求是的科学精神。2、在探讨问题的过程中,激励学生主动与他人运用,沟通思想,感受团队精神,体验探究的乐趣。【教学过程】(一)打点计时器电磁打点计时器原理:被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动,振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。电火花计时器原理:电磁打点计时器电火花计时器电源电压46V的沟通电220V的沟通电电源频率频率为50Hz,每隔0.02s打一个点特点纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器试验误差小(二)练习运用打点计时器(步骤详见课本P20)思索与探讨留意:1.电源电压要符合要求:2.试验前要检查打点的稳定性和清楚程度,必要时要进行调整或更换器材。3.应先接通电源,待打点稳定时再拉动纸带。4.手拉纸带时,速度应快一些,以防止点迹太密集。(三)用打点计时器测量瞬时速度测量方法:某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。说明:理论上讲假如这两点离E点越接近(即t越短),这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是实际操作时距离太小会使测量误差增大,应当依据实际状况选取这两个点。(四)用图像表示速度(直线运动)为了更直观地反映物体的运动状况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间的改变规律。1.v-t图象的画法以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,依据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最终用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。思索:怎样画出速度-时间图象?为什么要用平滑的曲线拟合?2.v-t图象的信息(在其次章总结)任一时刻速度的大小和方向速度的改变状况及相应的时间例:(P24:问题与练习T3)要求:依据v-t图象叙述物体的运动状况。【典型例题】典例1:一同学在运用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的缘由是(D)A.接在直流电源上B.电源电压不稳C.电源频率不稳D.打点针压得过紧典例2:电磁打点计时器是一种运用沟通电源的计时仪器,依据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上干脆得到的物理量是(AB)A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度典例3:在用打点计时器测定小车速度的试验中得到一条纸带,如图所示,从比较清晰的点起先,每五个打印点取一个计数点,分别表明0、1、2、3,量的0与1两点间的距离s1=30mm,2与3两点间的距离为s3=48mm,则小车在0与1两点间的平均速度v1=0.3m/s,在2与3两点间的平均速度v3=0.48m/s,据此可推断小车做加速运动。总结:留意每两个计数点间的时间间隔。 §1.4试验：用打点计时器测速度 §1.4试验：用打点计时器测速度 【学习目标细解考纲】1学会运用打点计时器，能依据纸带探讨物体的运动状况。2能依据纸带上的点迹计算纸带的平均速度。3能够依据纸带粗略测量物体的瞬时速度。4相识v-t图象，能依据图象分析物体运动状况。5了解误差和有效数字。【学问梳理双基再现】1仪器构造（1）下图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：1、2、3、4、5、6、7、8、9、（2）下图为电火花计时器的构造图2仪器原理电磁打点计时器是一种记录运动物体在肯定内发生的仪器，它运用电源，由学生电源供电，工作电压在以下，当电源的频率是50Hz时，它每隔打一个点，通电前把纸带穿过，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，便振动起来，带动其上的上下振动。这时，假如纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，假如把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的。电火花计时器的原理与电磁打点计时器类似，这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较，试验误差也就比较。3速度时间图象（v-t图象）用来描述随改变关系的图象。4偶然误差是指由因素造成的，用的方法可以减小偶然误差。系统误差是由、造成的，特点是多次重复测量的结果总是真实值，呈现单一倾向。5相对误差等于。6有效数字是指带有一位的近似数字。 【小试身手轻松过关】1关于误差，下列说法正确的是（）A细致测量可以避开误差B误差是试验中产生的错误C采纳精密仪器，改进试验方法，可以消退误差D试验中产生的误差是不行避开的，但可以设法尽量减小误差2用毫米刻度尺测量物体的长度，下列哪些读数符合有效数字要求（）A1.502mB1.6214mC12.40cmD4.30mm3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4电磁打点计时器和电火花计时器都是运用电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压是，电火花计时器的工作电压是V，其中试验误差较小。当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。【基础训练锋芒初显】5依据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能干脆得到或干脆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6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点在纸带上的分布状况，反映了物体的形态D点在纸带上的分布状况反映了物体的运动状况7利用打点计时器打出的纸带（）A能精确地求出某点的瞬时速度B只能粗略地求出某点的瞬时速度C能精确地求出某段时间内的平均速度D可以随意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度【举一反三实力拓展】8如图所示为某质点做直线运动的速度时间图象，下列说法正确的是（） A质点始终向同一方向运动B在运动过程中，质点运动方向发生改变C前2s内做加速直线运动D后2s内做减速直线运动 9.如图所示是一个物体的v-t图象，从以下三个方面说明它的速度是怎样改变的？（1）物体是从静止起先运动还是具有肯定的初速度？（2）运动的方向是否改变？（3）速度的大小是否改变？怎样改变？ 【名师小结感悟反思】打点计时器是一种记录运动物体在肯定时间内位移的仪器，分为电磁打点计时器和电火花计时器，工作电压分别为10V以下和220V，均为沟通电，打点间隔0.02s。利用v-t图象可以读出初速度和运动方向，可以推断出物体的运动状况。 试验：用打点计时器测速度学案和课件 物理必修1(人教版) 第四课时试验：用打点计时器测速度 水平测试1(双选)一学生在练习运用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能因为()A打点计时器错接在直流电源上B电源电压不稳定C打点计时器运用的电压过高D振针到复写纸片的距离太小 解析：电压过高、振针到复写纸片的距离太小，使振针振动中与纸带接触时间过长答案：CD 2下列关于电火花计时器和电磁打点计时器的说法中，正确的是()电磁打点计时器和电火花计时器都是运用沟通电源两种打点计时器的打点频率与沟通电源的频率一样电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸电磁打点计时器打点的是电火花和墨粉ABCD 解析：电磁打点计时器在纸带上是靠振针和复写纸打点，而电火花计时器是靠电火花和墨粉打点，所以均错误故A项正确答案：A 3下列为同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是哪一条(打点时间间隔均相同)？() 答案：A 4如图所示是某位同学练习运用打点计时器得到的纸带，纸带向左通过打点计时器，从点迹的分布状况可以看出：纸带_是匀速通过打点计时器的，纸带_是越走越快的，纸带_先是越走越快后来是越走越慢 解析：从打点计时器打好的纸带看，每相邻两个点迹之间的时间间隔相等，都是0.02s，图甲中纸带相邻的点迹间的距离相等，说明这条纸带是匀速运动的纸带乙的相邻的点迹间的距离越来越大，说明相等的时间内位移越来越大，说明物体的速度越来越大纸带丙所描述的是相邻点迹间的距离先增加后减小，说明纸带运动是先快后慢的答案：甲乙丙 5用打点计时器测速度，得到如图所示一段纸带，测得AB7.65cm，BC9.17cm，已知沟通电的频率为50Hz，则打B点时物体的瞬时速度为_m/s，物体运动速度改变的特点是_ 解析：vBvACABBC4T7.65cm9.17cm4×0.02s16.82cm4×0.02s16.82×102m4×0.02s16.824×2m/s2.10m/s.相邻两计时点之间的距离随时间渐渐增大，故物体做加速运动，即速度增大答案：2.10速度增大 6某同学用打点计时器测量做匀加速直线运动的物体的加速度，电源频率为50Hz.在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个计数点，因保存不当，纸带被污染，如图所示，A、B、C、D是依次排列的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：xA16.6mm，xB126.5mm，xD624.5mm. 若无法再做试验，可由以上信息推知： (1)相邻两计数点的时间间隔为_s. (2)打C点时物体的速度大小为_m/s.(取2位有效数字) 解析：由打点计时器的工作电压频率和打出的纸带上每隔4个点取一个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为T5×0.02s0.1s虽然计数点C至计数点D之间有污染，但只要知道B、D间的距离就可以依据“平均速度等于中间时刻的瞬时速度”这一结论算出C点的速度，即vCxDxB2T2.5m/s.答案：(1)0.1(2)2.5 素能提高7用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度如图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计时器记录了遮光板通过第一个光电门的时间为t10.29s，通过其次个光电门的时间为t20.11s，已知遮光板的宽度为3.0cm，试分别求出滑块通过第一个光电门和其次个光电门时的速度大小(计算结果均保留两位小数) 解析：由vst，得滑块通过第一个光电门的速度v1s1t10.030.29m/s0.10m/s.滑块通过其次个光电门的速度v2s2t20.030.11m/s0.27m/s.答案：0.10m/s0.27m/s 汽车上的速度计 为了知道汽车行驶的速度和经过的里程数，汽车上装有车速里程表这是一种组合仪表车速里程表通过转轴和变速器连接汽车驱动轮的运动经减速器、传动轴、变速器和转轴传至车速里程表的接头，并经过仪表内部的减速机械和电磁感应作用分别指示出汽车行驶过的里程与车速车速里程表所指示的汽车行驶速度，事实上是通过测量汽车驱动轮的转速换算出来的测量转速的仪表种类许多，有离心式转速表、磁转速表、直流电转速表、沟通电转速表等通常多采纳磁转速表，它的原理是通过测量旋转磁场跟它在金属罩内产生的电流间的相互作用力测出车速的上图为车速里程表中测量车速部分的示意图转轴1的下端通过一系列传动机械同汽车驱动轮相连，随驱动轮旋转而旋转转轴1上端铆接一永久磁铁2，磁铁外面罩着铝罩3，铝罩3固定在针轴4上当磁铁2随驱动轮旋转时，铝罩中产生感应电流依据楞次定律，感应电流的磁场与磁铁的磁场相互作用，要阻碍磁铁与铝罩的相对旋转，于是铝罩克服游丝弹簧5的弹力扭转一个角度，这个角度与磁铁2的角速度成正比，也就是与驱动轮的每分钟转数成正比因此，在表盘6上用匀称刻度标出车速值，从指针7的扭转角度就可以知道车速 练习运用打点计时器 第四讲、用打点计时器测速度一、【内容与解析】本节课要学的内容运用打点计时器测速度，其核心是如何运用打点计时器,理解它关键就是要弄清原理和试验的主要事项。由于它还与动力学有亲密的联系,所以在本学科有重要的地位，并有肯定的作用,是本学科的核心内容。教学的重点是知道打点计时器是在相同时间间隔内打点，解决重点的关键是理解打点计时器的试验原理。二、【教学目标与解析】教学目标1.了解两种打点计时器的构造、原理和运用方法。2.知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率确定的。假如电源的频率为50Hz，则每隔002s打一个点。目标解析电磁打点计时器是一种运用低压沟通的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是46V。电源频率是50Hz时，它每隔O02s打一个点。电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。运用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。三、【问题诊断分析】在本节课的教学中，学生可能遇到的问题是打点计时器的作用，产生这一问题的缘由是不理解试验原理。要解决这一问题，就要从原理入手，其中关键是在相同时间间隔内打点。四、【教学支持条件分析】五、【教学过程】1、练习运用打点计时器电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，其结构如图所示。运用时，墨粉纸盘套在低盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V沟通电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O02s打一次点。 假如把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的探讨，可以了解物体运动的状况。2、留意事项：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。运用计时器打点时，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。运用电火花计时器时，应留意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，运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。3、对打上点的纸带进行数据处理，目的是探讨纸带或与纸带相连的物体的运动况。设打点计时器打点的时间间隔为T，那么纸带上相邻两个点所表示的时间间隔就是T。假如数出纸带上一系列点的总数为N，则打这些点所用的总时间为t=(N-1)T。假如测出这N个点之间的总距离s，则t时间内纸带运动的平均速度为 假如纸带做匀速直线运动，此式计算出来的就是纸带的运动速度。六、目标检测；电磁打点计时器是一种运用_(沟通?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。七、配餐作业：A组：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，既便利，又可减小误差。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本试验中，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。B组：3打点计时器振针打点的周期，确定于：()A沟通电压的凹凸。B沟通电的频率。C永久磁铁的磁性强弱。D振针与复写纸的距离。C组：4若所用电源频率是50赫，图中D纸带，从A点通过计时器到B点通过计时器，历时_s，位移为_米，这段时间内纸带运动的平均速度是_ms。BC段的平均速度是_ms，而AD段的平均速度是_ms。 第13页 共13页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页