(2019新教材)2020-2021學(xué)年教科版物理必修第一冊：1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測量小車的速度-學(xué)案

1、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計時器測量小車的速度【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 1 學(xué)會安裝和使用打點(diǎn)計時器。2 2 學(xué)會測量紙帶、制表及記錄數(shù)據(jù)。3 3能根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪v t圖像?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】學(xué)習(xí)重點(diǎn)：會根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計算平均速度和瞬時速度。學(xué)習(xí)難點(diǎn)：會建立坐標(biāo)系、描點(diǎn)連線，會用畫圖像?！緦W(xué)習(xí)過程】一、課前復(fù)習(xí)1 1 打點(diǎn)計時器：(1 1)電磁打點(diǎn)計時器是一種使用 低壓交流 電源的計時儀器。它的工作電壓是 _ V V。頻率是_ HzHz,每隔_ s s 打一個點(diǎn)。如果把紙帶跟運(yùn)動的物體連接在一起，打點(diǎn)計時器便在紙帶上打下一系列的點(diǎn)， 這些點(diǎn)既記錄了運(yùn)動物體在不同時刻的 _,也記錄了相應(yīng)_ 。通過對紙帶上不同點(diǎn)之間距離

2、的研究，可以了解物體運(yùn)動的情況。2 2.電火花計時器工作條件：使用交流電源，工作電壓_ V V,工作頻率為_HzHz,它每隔_s s打一個點(diǎn)。二、打點(diǎn)計時器的使用和平均速度的測量1.1. 把打點(diǎn)計時器固定在桌子上。2.2. 安裝紙帶。3 3 .把打點(diǎn)計時器的兩個接線柱接到交變電源上(電源頻率為50 Hz，電磁打點(diǎn)計時器接4:6 V低壓交變電源，電火花打點(diǎn)計時器接220 V交變電源)。4.4. 啟動電源，用手水平拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源。5.5.取紙帶上能夠看清的某一點(diǎn)為起始點(diǎn) 0 0,后面每 5 5 個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，分別用 1,2,1,2, 3 3- 標(biāo)出這些計數(shù)點(diǎn)，

3、則兩相鄰計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔t 0.1s。6.6. 用刻度尺測量出各計數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn)的距離。7.7. 計算兩相鄰計數(shù)點(diǎn)間的位移x。練習(xí)：利用公式v x t計算紙帶上各相鄰計數(shù)點(diǎn)間的平均速度。典題強(qiáng)化：在使用打點(diǎn)計時器時，下列說法正確的是()A A 應(yīng)先接通電源，再使紙帶運(yùn)動B B 應(yīng)先使紙帶運(yùn)動，再接通電源C C 在使紙帶運(yùn)動的同時接通電源D D 先使紙帶運(yùn)動或先接通電源都可以三、瞬時速度的測量和v t圖像1.1.紙帶上某一位置的瞬時速度，可以粗略地由包含這一位置在內(nèi)的一小段位移 x x 內(nèi)的平均速度表示，即根據(jù)v X，當(dāng)t或x較小時，用這個平均速度代表紙帶經(jīng)過該位置的瞬時t速度。如圖所示，E

4、E 點(diǎn)的瞬時速度可用 D D、F F 兩點(diǎn)間的平均速度代表，即VEX。t2 2 數(shù)據(jù)處理(1 1)根據(jù)v計算出的速度可以代表在x這一段位移內(nèi)任意一點(diǎn)的瞬時速度，將數(shù)據(jù)t填入表中位置0 01 12 23 34 45 56 6xfmx/mt/sv/ m s1(2(2)建立平面直角坐標(biāo)系，如圖所示，根據(jù)測量數(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，即得到物體運(yùn)動的v t圖像。四、注意事項1 1 打點(diǎn)前，應(yīng)使物體停在_（填“靠近”或“遠(yuǎn)離”）打點(diǎn)計時器的位置。2 2 打點(diǎn)時，應(yīng)先 _ ,待打點(diǎn)計時器打點(diǎn) _，再拉動紙帶。3 3 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。4 4

5、 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，即統(tǒng)一 測量出各個計數(shù)點(diǎn)到起始點(diǎn) 0 0 之間的距離。5 5為減小實(shí)驗(yàn)誤差，“ 1 1, 2 2, 3 3,”不一定是連續(xù)的計時點(diǎn)，可以每 5 5 個點(diǎn)（中間隔 4 4 個點(diǎn)）取一個計數(shù)點(diǎn)，此時兩計數(shù)點(diǎn)的時間間隔T T _ s s。6 6 計算某計數(shù)點(diǎn)的瞬時速度時，一般地x、t應(yīng)取該計數(shù)點(diǎn)前、后兩個計數(shù)點(diǎn)之間的位 移和時間，vnXn Xn1。2T五、達(dá)標(biāo)檢測1 1 關(guān)于“用打點(diǎn)計時器測量小車的速度”的實(shí)驗(yàn)操作，下列說法中不正確的是（）（）A A 長木板不能側(cè)向傾斜，但可一端高一端低B B 在釋放小車前，小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計時器C

6、 C.應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn)后再釋放小車D D 要在小車到達(dá)定滑輪前使小車停止運(yùn)動2.2.在實(shí)驗(yàn)中，下列關(guān)于計數(shù)點(diǎn)間時間間隔的說法中正確的是 （）A A .每隔四個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.10 sB B .每隔四個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.08 sC C.每隔五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為0.08 sD D 每隔五個點(diǎn)取一個計數(shù)點(diǎn)，則計數(shù)點(diǎn)問的時間間隔為0.10 s3 3 某同學(xué)在“用打點(diǎn)計時器測量小車的速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運(yùn)動情況，在紙帶上確定出A A、B B、C C、D D、E E、F F、G G 共

7、 7 7 個計數(shù)點(diǎn)，其相鄰點(diǎn)間的距離如圖所示，每兩個相鄰的計數(shù)點(diǎn)之間的時間間隔為0.10 s（1 1）試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點(diǎn)間的距離，計算打下B B、C C、D D、E E、F F 五個點(diǎn)時小車的瞬時速度，并將各個速度值填在下面的橫線上。（要求保留三位有效數(shù)字）VB_ m/s，VC_m/s，v _m/s，VE_ m/s，VF_m so（2 2）將 B B、C C、D D、E E、F F 各個時刻的瞬時速度標(biāo)在如圖所示的坐標(biāo)紙上，并畫出小車的瞬時速度隨時間變化的關(guān)系圖線n r/(m s_l)0.90,8050.60,5040.31 1iiI1 1ii y 1 1Ii!1 1b V V) )L V 0 4丄1 1111 11j1 i哺 r1 111_1_ L-1I1ii11 1i亠八 y1 1iiI1LiI叮0.2 03 0.4 0.5 t/s【參考答案】【學(xué)習(xí)過程】練習(xí). .解析：選 A A。先接通電源再使紙帶運(yùn)動，目的是使打點(diǎn)穩(wěn)定并使紙帶上打出的點(diǎn)更 多，紙帶利用率更高，故 A A 對。五、1 1 答案：A A2 2答案：A A3 3解析：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動中間時刻的