人教版高中物理必修1第一章运动的描述4 实验：用打点计时器测速度教案(3).doc_大学文库

实验:用打点计时器测速度实验目标、知道打点计时器的构造和原理,学会使用打点计时器,能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间,会计算纸带的平均速度,能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度,认识图象,并能根据图象判断物体的运动情况。通过速度测量过程的体验,领悟两个方法:一是用图象处理物理数据的方法;二是极限法或说无限趋近法,加强一个认识,实验是检验理论的标准。实验器材:电源(电源或学生电源),打点计时器,纸带,刻度尺(最好是塑料透明的),导线实验准备、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器,对照课本,比较它们的异同。、两类打点计时器的打点时间间隔是多少? 、分析纸带时,如何计算纸带的平均速度、严格地说,瞬时速度我们引进测量出来的,你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗? 、从器材上读取的数据是原始数据,原始数据是宝贵的实验资料,要严肃对待,要整齐的记录妥善保存实验原理: 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,工作电压为。当电源的频率是时,它每隔打一个点。电磁打点计时器是应用电磁原理制成的,图是它的工作原理图。通电前,先在打点计时器上装上纸带,并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与、的交流电源接通。这时,振片被磁化,在磁力作用下振动起来。每振针压打复写纸一次,被运动物体拖着的纸带上便记录下一系列的点子,这些点相应地表示运动物体在不同时刻的位置,相邻两点间的时间间隔是计时。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量,就可以定量地研究物体的运动规律、电火花计时器。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时器,它的构造如图所示。使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,并夹在两条白纸之间。当接通用交流电源,按下脉冲输出开头时,计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电,于是在运动的纸带上打出一列点迹。当电源频率是时,它也是每隔打一次点。这种计时器工作时,纸带运动时受到的阻力小,实验误差小。上面介绍的两种计时器打点的时间间隔都是,因此,打在纸带上的点,记录了纸带运动的时间如果把纸带跟运动物体连接在一起,纸带上的点子就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔,就可以了解运动物体在不同时间里民生的位移,从而了解物体运动的情况实验步骤

实验：用打点计时器测速度实验目标：、知道打点计时器的构造和原理，学会使用打点计时器，能根据打出的纸带计算打几个点所用的时间，会计算纸带的平均速度，能根据纸带粗略测量纸带的瞬时速度，认识图象，并能根据图象判断物体的运动情况。、通过速度测量过程的体验，领悟两个方法：一是用图象处理物理数据的方法；二是极限法或说无限趋近法，加强一个认识，实验是检验理论的标准。实验器材：电源（电源或学生电源），打点计时器，纸带，刻度尺（最好是塑料透明的），导线实验准备：、仔细观察电磁打点计时器和电火花计时器，对照课本，比较它们的异同。、两类打点计时器的打点时间间隔是多少？、分析纸带时，如何计算纸带的平均速度。、严格地说，瞬时速度我们引进测量出来的，你知道用什么方法求出的速度可以代替某点的瞬时速度吗？、从器材上读取的数据是原始数据，原始数据是宝贵的实验资料，要严肃对待，要整齐的记录，妥善保存。实验原理：、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，工作电压为。当电源的频率是时，它每隔打一个点。电磁打点计时器是应用电磁原理制成的，图是它的工作原理图。通电前，先在打点计时器上装上纸带，并把复写纸片压在纸带上。然后把线圈与、的交流电源接通。这时，振片被磁化，在磁力作用下振动起来。每振针压打复写纸一次，被运动物体拖着的纸带上便记录下一系列的点子，这些点相应地表示运动物体在不同时刻的位置，相邻两点间的时间间隔是计时器 . 。我们对纸带上这些点之间的距离进行测量，就可以定量地研究物体的运动规律。、电火花计时器。电火花计时器是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时器，它的构造如图所示。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条白纸之间。当接通用交流电源，按下脉冲输出开头时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接到负极的纸盘火花放电，于是在运动的纸带上打出一列点迹。当电源频率是时，它也是每隔打一次点。这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，实验误差小。上面介绍的两种计时器打点的时间间隔都是，因此，打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间。如果把纸带跟运动物体连接在一起，纸带上的点子就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间里民生的位移，从而了解物体运动的情况。实验步骤：

．把电火花计时器固定在桌子上，检查墨粉纸盘是否已经正确地套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确地穿好，墨粉纸盘是否在两条纸带之间。．把计时器上的电源插头在交流电源插座上。．按下脉冲输出开头，用手水平地拉动两条纸带，纸带动上就打上一列车员小点。．取下纸带，从能看得清规戒律的某个点数起，数一数纸带上共有多少个点。如果共有个点，点子的间隔数则为（）个，用  （）计算出纸带的运动时间。．用刻度尺测量一下，打下这些点，纸带通过的距离有多长．利用公式 t s v = 计算纸带在这段时间内的平均速度。把测量和计算的结果填入表一中。．选取一条点迹清晰便于分析的纸带进行数据分析。．从能够看清的某个点开始，每隔取一个点，在纸带上用数字，， …标出这些“测量点”，测量包括每个点的一段位移△,记录在表二中，同时记录相对应的时间，以测量该点的瞬时速度。．计算出各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，填入表三中，点作为计时的开始，即。．以速度为纵轴，以时间为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据表二的数据在坐标轴上描点，将这些点用平滑的曲线连接起来。．通过曲线的走向大致看出手的速度变化规律，将你的实验结果与其他同学交流一下，说出你的体会。．重复以上步骤再做一次。如果用电磁打点计时器，则实验步骤的前步相应地应当是： 1．把打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过两个限位孔，压在复写纸的下面。 2．把电磁打点计时器的两个接线柱用导线分别与的低压交流电源的接线柱相连接。 3．打开电源开关，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一列小点。表一：实验次数点子数点子间隔数运动时间位移平均速度 v 表二：位置 x t

0.6 线性(v) 0 2 根据测量的数据,选取适当的坐标轴的标度(即每格所代表的量值),使横轴与纵轴的全长(表数据的最大值的长度)接近相等,图线大约分布在以坐标原点为顶点,以横坐标为一条边角之间, 并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。例如,在绘制速度图象的实验数据中(见上表),最大数值为时刻,速度,我们在横轴上取格表示,在纵横轴上取格表示0.10m,横轴和纵轴的全长都占格,且测量的准确值在图上也能确切标出。当图线不通过坐标原点时,坐标的原点可以不从零开始, 这样可以使图线分布匀称。例如,上述速度图象中,如果020m,则轴的原点可以从开始。教学中的几点考虑 ①注意培养学生的实验素质。实验课以学生活动为主,各种活动应有序进行。指导学生阅读课文、说明卡,对照课文和说明卡观察仪器结构、了解仪器功能、操作要领。认真观察实验现象,小组之间可以交流、对比实验情况。如有意识的变速拉动纸带,观察纸带上打出的点起始部分、中间部分、最后部分有什么变化?其他小组打出的点有什么不同,这些差异都说明什么问题?以提高对实验现象的观察力要求学生尊重原始测量的数据,不能随意改动实验测量的原始数据是研究实验现象,寻找结论和规律的基本依据,也是检验评价实验结果的依据.尊重原始测量数据,是良好实验素质和科学精神的具体表现 ②注意理解一些名词概念如计时点计数点,两个计数点之间的位移,平均速度某时刻的瞬时速度是怎样求得的各组交流图象的异同研究异同的原因画图象是,横轴,纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值,最小值合理选取使描绘的图象能充满坐标平面的大部分空间; ③说明卡片内容建议(以电磁打点计时器为例在桌边固定打点计时器: 将复写纸调节片向外拉出,将复写纸原片孔套在复写纸定位销上,向里推调节片,可调节复写纸位置将纸带穿过限位框从复写纸下穿过压纸框从另一侧限位框穿出开启电源等待拖动纸带拖出纸带后立即切断电源:

v-t 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 1 2 3 4 5 6 v 线性 (v) 2．根据测量的数据，选取适当的坐标轴的标度（即每格所代表的量值），使横轴与纵轴的全长（表示数据的最大值的长度）接近相等，图线大约分布在以坐标原点为顶点，以横坐标为一条边角之间，并尽可能使最小分度与测量的准确程度相一致。例如，在绘制速度图象的实验数据中（见上表），最大数值为时刻，速度，我们在横轴上取格表示,在纵横轴上取格表示 0.10m, 横轴和纵轴的全长都占格，且测量的准确值在图上也能确切标出。当图线不通过坐标原点时，坐标的原点可以不从零开始，这样可以使图线分布匀称。例如，上述速度图象中，如果 0.20m,则轴的原点可以从开始。教学中的几点考虑 ①注意培养学生的实验素质。实验课以学生活动为主，各种活动应有序进行。指导学生阅读课文、说明卡，对照课文和说明卡观察仪器结构、了解仪器功能、操作要领。认真观察实验现象，小组之间可以交流、对比实验情况。如有意识的变速拉动纸带，观察纸带上打出的点起始部分、中间部分、最后部分有什么变化？其他小组打出的点有什么不同，这些差异都说明什么问题？以提高对实验现象的观察力。要求学生尊重原始测量的数据,不能随意改动,实验测量的原始数据是研究实验现象,寻找结论和规律的基本依据,也是检验,评价实验结果的依据.尊重原始测量数据,是良好实验素质和科学精神的具体表现. ②注意理解一些名词,概念.如计时点,计数点,两个计数点之间的位移,平均速度,某时刻的瞬时速度是怎样求得的.各组交流图象的异同,研究异同的原因. 画图象是,横轴,纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值,最小值合理选取,使描绘的图象能充满坐标平面的大部分空间.; ③说明卡片内容建议(以电磁打点计时器为例) 在桌边固定打点计时器；将复写纸调节片向外拉出,将复写纸原片孔套在复写纸定位销上,向里推调节片,可调节复写纸位置；将纸带穿过限位框,从复写纸下穿过压纸框,从另一侧限位框穿出；开启电源等待拖动纸带,拖出纸带后立即切断电源；

．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：某点的瞬时速度可以粗略地由包含点在内的两点间的平均速度来表示。说明：理论上讲如果这两点离点越接近（即Δ越短），这个平均速度越接近点的瞬时速度，但是实际操作时距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。（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情况，我们可以用图象来表示速度随时间的变化规律。．图象的画法以速度为纵轴，时间为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后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与时间关系的图象。思考：怎样画出速度—时间图象？为什么要用平滑的曲线“拟合”？．图象的信息（在第二章总结） ⑴任一时刻速度的大小和方向 ⑵速度的变化情况及相应的时间 …… 例：（：问题与练习）要求：根据图象叙述物体的运动情况。【典型例题】典例：一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）．接在直流电源上．电源电压不稳．电源频率不稳．打点针压得过紧典例：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（）．时间间隔．位移．平均速度．瞬时速度典例：在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清楚的点开始，每五个打印点取一个计数点，分别表明、、、…，量的与两点间的距离＝30mm，与两点间的距离为＝ 48mm，则小车在与两点间的平均速度＝，在与两点间的平均速度＝，据此可判断小车做加速运

动。总结：注意每两个计数点间的时间间隔。典例：打点计时器的电源频率为时，振针每隔打一个点。现用打点计时器测定物体的速度，当实际的电源频率低于时，如果仍按来计算，则测得的速度值将比真实值偏大。总结：根据公式分析哪些量的变化对结果带来怎样的影响。【作业】．：问题与练习、。．预习下一节。人生最大的幸福，莫过于连一分钟都无法休息零碎的时间实在可以成就大事业珍惜时间可以使生命变的更有价值时间象奔腾澎湃的急湍，它一去无返，毫不流连一个人越知道时间的价值，就越感到失时的痛苦得到时间，就是得到一切用经济学的眼光来看，时间就是一种财富时间一点一滴凋谢，犹如蜡烛漫漫燃尽我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰，日益迫近夜晚给老人带来平静，给年轻人带来希望不浪费时间，每时每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行为时间乃是万物中最宝贵的东西，但如果浪费了，那就是最大的浪费我的产业多么美，多么广，多么宽，时间是我的财产，我的田地是时间时间就是性命，无端的空耗别人的时间，知识是取之不尽，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能体会到学习的乐趣。新想法常常瞬息即逝，必须集中精力，牢记在心，及时捕获。每天早晨睁开眼睛，深吸一口气，给自己一个微笑，然后说：“在这美妙的一天，我又要获得多少知识啊！” 不要为这个世界而惊叹，要让这个世界为你而惊叹！如果说学习有捷径可走，那也一定是勤奋。学习犹如农民耕作，汗水滋润了种子，汗水浇灌了幼苗，没有人瞬间奉送给你一个丰收。藏书再多，倘若不读，只是一种癖好；读书再多，倘若不用，只能成为空谈。学习好似一片沃土，只要辛勤耕耘，定会有累累的硕果；如若懒于劳作，当别人跳起丰收之舞时，你已是后悔莫及了。不渴望能够一跃千里，只希望每天能够前进一步，学习的成功与失败原因是多方面的，要首先从自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力的方向

人教版高中物理必修1第一章 运动的描述4 实验：用打点计时器测速度 教案(3)

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