高中物理 運(yùn)動(dòng)的描述4 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器精講精練

1、6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3

2、3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5第四講第四講練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 精講精練精講精練物理核心素養(yǎng)物理核心素養(yǎng)（一）物理觀念（一）物理觀念1. 了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的基本構(gòu)成， 知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，并學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。2. 通過(guò)實(shí)例學(xué)會(huì)根據(jù)紙帶上的點(diǎn)分析速度的變化情況，并學(xué)會(huì)測(cè)定平均速度。3. 通過(guò)實(shí)例學(xué)會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度。4. 學(xué)會(huì)用圖象表示速度變化規(guī)律的方法，理解用平滑曲線“擬合”坐標(biāo)系中描出的點(diǎn)來(lái)反映客觀規(guī)律的思

3、想。（二）科學(xué)思維、科學(xué)探究（二）科學(xué)思維、科學(xué)探究1通過(guò)學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書(shū)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。2通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息，用數(shù)學(xué)方法表述出來(lái)。培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會(huì)處理問(wèn)題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法。3通過(guò)畫(huà)速度時(shí)間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(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。（三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任（三）科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1. 體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，既要?jiǎng)邮郑忠獎(jiǎng)幽X。2. 感受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的巧妙設(shè)計(jì)思路，體會(huì)物理原理在解決實(shí)際問(wèn)題中的指導(dǎo)作用，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活的意識(shí)。3. 經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，

4、并樂(lè)于探索自然界的奧秘。學(xué)習(xí)重點(diǎn)：學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1. 學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。2. 能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。3. 會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度時(shí)間圖象，并從中獲取物理信息。學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)：處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫(huà)圖象的能力知識(shí)點(diǎn)梳理：知識(shí)點(diǎn)梳理：一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、原理及使用方法2.學(xué)會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量物體的速度3.能利用vt圖象分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，描述物體的運(yùn)動(dòng)。6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3

5、 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5二、實(shí)驗(yàn)原理1.兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電

6、火花計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)示意圖打點(diǎn)原理電磁作用下振針上下周期性振動(dòng)打點(diǎn)脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸放電打點(diǎn)工作電壓6 v 以下交流電源220 v 交流電源打點(diǎn)周期0.02 s0.02 s阻力來(lái)源紙帶與限位孔、復(fù)寫(xiě)紙的摩擦，紙帶與振針的摩擦紙帶與限位孔、墨粉紙盤的摩擦，比前者小功能功能相同，都是計(jì)時(shí)儀器2.測(cè)平均速度、瞬時(shí)速度的原理用跟運(yùn)動(dòng)物體連在一起的紙帶上打出的點(diǎn)記錄物體的位置， 用刻度尺測(cè)出兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x。打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間間隔為t，則vxt，當(dāng)t很短時(shí)，認(rèn)為xt為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度。三、實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、 學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用 220 v 交流電源)、 刻度尺、

7、紙帶、復(fù)寫(xiě)紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙等。四、實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.實(shí)驗(yàn)步驟(1)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過(guò)限位孔，把復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，并且壓在紙帶上面。(2)把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩上接線柱接到 6 v 的低壓交流電源上。(3)接通電源開(kāi)關(guān)，用手水平拉動(dòng)紙帶，使它在水平方向上運(yùn)動(dòng)，紙帶上就打下一系列點(diǎn)。隨后關(guān)閉電源。(4)重復(fù)步驟(2)、(3)，獲得 35 條紙帶。6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f

8、 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5(5)選擇一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶，舍去前面密集的點(diǎn)，找一清晰的點(diǎn)作為第

9、1 個(gè)點(diǎn)，往后數(shù)n個(gè)點(diǎn)，n個(gè)點(diǎn)之間的間隔數(shù)為(n1)，紙帶從打第 1 個(gè)點(diǎn)到打第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t0.02(n1) s。(6)用刻度尺測(cè)量出第 1 個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)間的距離x。2.數(shù)據(jù)處理(1)計(jì)算紙帶的平均速度： 從打第1個(gè)點(diǎn)到打第n個(gè)點(diǎn)， 紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0.02(n1)s，紙帶的位移為x，紙帶的平均速度vxt。把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表中。記錄項(xiàng)實(shí)驗(yàn)次數(shù)點(diǎn)數(shù)n點(diǎn)劃分出的間隔數(shù)n1運(yùn)動(dòng)時(shí)間t/s位移x/m平均速度v/(ms1)12(2)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶。從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t50.02 s0.1 s。在

10、紙帶上用o、a、b、c、d標(biāo)出這些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示。用刻度尺依次測(cè)出oa、ob、oc、od的距離是s1、s2、s3、s4，再利用x1s1、x2s2s1、x3s3s2確定出oa、ab、bc、cd之間的距離x1、x2、x3、x4a、b、c、d各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為vax1x22t、vbx2x32t、vcx3x42t、vdx4x52t(3)用vt圖象描述物體的運(yùn)動(dòng)以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系。根據(jù)不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度值，在坐標(biāo)系中描點(diǎn)。用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到vt圖象。6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3

11、5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8

12、1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5五、誤差分析1.利用平均速度來(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度自身帶來(lái)系統(tǒng)誤差。 為減小誤差， 應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移x來(lái)求平均速度。2.測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x帶來(lái)誤差。 減小此誤差的方法是一次測(cè)量完成， 即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)o的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離。3.計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間t搞錯(cuò)。幾個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為t(n1)0.02 s。而非tn0.02 s。4.作vt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(lái)誤差。六、注意事項(xiàng)1.實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定好，以免拉動(dòng)紙帶時(shí)晃動(dòng)，并要先輕輕試?yán)垘В瑧?yīng)無(wú)明顯的阻滯現(xiàn)象。

13、2.使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后再拉動(dòng)紙帶。3.手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集。4.使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，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(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面。5.使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，如打出點(diǎn)較輕或是短線，應(yīng)調(diào)整振針距復(fù)寫(xiě)紙的高度。6.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源。核心突破：核心突破：實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)操作例 1打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移。下面是沒(méi)有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)?/p>

14、在空白處。a.在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓_(選填“交流”或“直流”)電源的兩個(gè)接線柱上。b.把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過(guò)_，并壓在_下面。c.用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開(kāi)始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離x。d.切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間t_。e.打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)。f.利用公式vxt計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度。實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是_。6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9

15、 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3

16、 7 5解析a 項(xiàng)中電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)使用低壓交流電源；b 項(xiàng)中應(yīng)將紙帶穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，并放于復(fù)寫(xiě)紙的下方；d 項(xiàng)中紙帶上記錄的時(shí)間t(n1)0.02 s。合理的實(shí)驗(yàn)步驟為 baedcf。答案交流限位孔復(fù)寫(xiě)紙(n1)0.02 sbaedcf要點(diǎn)二紙帶的處理例 2 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電源的頻率為 50 hz，某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，用毫米刻度尺進(jìn)行測(cè)量，如圖 1 所示，則紙帶在a、c間的平均速度為_(kāi) m/s，在a、d間的平均速度為_(kāi) m/s，b點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于_ m/s。圖 1思路指導(dǎo)解答本題可按照下列思路進(jìn)行：vacxactac求出xac刻度尺讀出（注意估讀）求出tac紙帶相鄰計(jì)

17、時(shí)點(diǎn)t0.02 s（電源頻率是 50 hz）解析a、c間的位移xac1.40 cm，a、c間的時(shí)間間隔tac0.04 s，所以a、c間的平均速度vacxactac0.35 m/s。a、d間的位移xad2.50 cm，a、d間的時(shí)間間隔tad0.06s，所以a、d間的平均速度vadxadtad0.42 m/s。a、c兩點(diǎn)比a、d兩點(diǎn)更接近b點(diǎn)，所以b點(diǎn)的瞬時(shí)速度更接近于a、c間的平均速度 0.35 m/s。答案0.350.420.35方法總結(jié)用vxt近似代替瞬時(shí)速度的條件是t足夠小，因此利用它求某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，應(yīng)盡可能靠近該點(diǎn)取數(shù)據(jù)，這樣求出的數(shù)值才可能更接近該點(diǎn)的瞬時(shí)速度。要點(diǎn)三數(shù)據(jù)的處理

18、、vt圖象例 3 如圖 2 所示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)瞬時(shí)速度實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從 0 點(diǎn)開(kāi)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 0、1 間的距離x15.18 cm，1、2 間的距離x24.40 cm，2、3 間的距離x33.62 cm，3、4 間的距離x42.78 cm，4、5 間的距離x52.00 cm，5、6 間的距離x61.22 cm(頻率為 50 hz)。6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5

19、 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5 6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d d 8 1 5 f f 3 3 d 4 4 3 5 f 3 7 5圖 2(1)根據(jù)上面記錄，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)

20、時(shí)器在打 1、2、3、4、5 點(diǎn)時(shí)的速度(保留兩位小數(shù))并填在下表中。位置12345v/(ms1)(2)根據(jù)(1)中表格，在圖 3 中畫(huà)出小車的速度圖象。圖 3解析(1)某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用以該點(diǎn)為中間時(shí)刻的一段時(shí)間內(nèi)的平均速度表示打 1 點(diǎn)時(shí)：v1x1x22t1.20 m/s，打 2 點(diǎn)時(shí)：v2x2x32t1.00 m/s，打 3 點(diǎn)時(shí)：v3x3x42t0.80 m/s，打 4 點(diǎn)時(shí)：v4x4x52t0.60 m/s，打 5 點(diǎn)時(shí)：v5x5x62t0.40 m/s，將數(shù)值填入表格中位置12345v/(ms1)1.201.000.800.600.40(2)描點(diǎn)并連線得小車的速度時(shí)間圖象。方法總結(jié)方法總結(jié)6 e d b c 3 1 9 1 f 2 3 5 1 d