人教版高中物理必修一1.4實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度學(xué)案

1、1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（學(xué)生用）【課前預(yù)學(xué)】第1課時(shí) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案1 .電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用 （交流？直流？）電源的 儀器，它的工作電壓是 伏特。當(dāng)電源頻率是 50赫茲時(shí)，它每隔 s打一次點(diǎn)。如果每打 5個(gè)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為 秒。2 .根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（）A.時(shí)間間隔 B .位移rc.加速度 .D .平均速度。3 .使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意（）A.無論使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是電火花計(jì)時(shí)器，都應(yīng)該把紙帶穿過限位孔，再把套 在軸上的復(fù)寫,紙片壓在紙帶的上面B.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，再拉動(dòng)紙帶C.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在拉

2、動(dòng)紙帶時(shí)，拉動(dòng)的方向應(yīng)與限位孔平行D.使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先固定在桌子上5.如圖1 413所示是一條利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，求A點(diǎn)的瞬時(shí)速度.< ;i ?i0c" LL【預(yù)學(xué)疑難】【課堂探究】一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，如圖141所示.工作電壓為4 V6 V.當(dāng)電源的頻率是 50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn).通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套 在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面.當(dāng)接通電源時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片（由彈簧鋼制成）磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中.由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵

3、的磁場(chǎng)作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與二線圈中的電流變化周期一致，即為 0.02 s.位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來.這時(shí)，如果紙帶 運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn) .圖14 ,1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器【交流與討論】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么 .?二、電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器的外形如圖1 4 2所示，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用，也可以與簡(jiǎn)易電火花描跡儀配套使用.圖 1 42使用時(shí)電源插頭直接插在交流220 V插座內(nèi)，將裁成圓片（直徑約 38 mm）的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶（20 mmx 7

4、00 mm）從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間.這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)， 放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度.也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶（位于下面）.做實(shí)驗(yàn),還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn)；墨粉紙可以使用比較長(zhǎng)的時(shí)間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實(shí)驗(yàn)成本.【交流與討論】問題：從原理上考慮，電火花計(jì)時(shí)器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，哪個(gè)更好些，誤差可能會(huì) 更?。繂栴}：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?三、注意事項(xiàng)：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)一如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下

5、振 針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。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)器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間， 使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。典型例題例1 .電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于（.）A.交流電壓的高低B.交流電的頻率C.永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱D.振針與復(fù)寫紙間的距離例2.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（）A.時(shí)間間隔B .位移 C .加速度 D ,平均速度【當(dāng)堂檢測(cè)】1 .圖為打

6、點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，從紙帶上看，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器出的毛病是（）A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在直流電源上B.電源電壓不夠大C.電源頻率不夠大D.振針壓得過緊2 .在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，某次實(shí)驗(yàn)中的紙帶如圖144所示，取O為起點(diǎn)位置，每隔5個(gè)間隔為一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)使用的電源是50 Hz的低壓交流電源，其中 OA0.60 cm , OB= 2.40 cm , OC= 9.60 cm ,則 B C距離是 cm,在 BC段的平均速度 v=m/ s.第2課時(shí)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)并記錄、分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論四.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器交流與討論問題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶的位置？問題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打

7、不出點(diǎn)可能是哪些原因？怎樣調(diào)整？問題3.開啟電源打點(diǎn)完畢后要及時(shí)關(guān)閉電源，這樣做有什么好處？問題4:處理紙帶時(shí)，從能夠看清的某 .個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如果數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來的時(shí)間間隔數(shù)是多少？問題5:怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度？五、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度示例：如圖145,測(cè)量出包括E點(diǎn)在內(nèi)的D, F兩點(diǎn)間的位移 x和時(shí)間 t,算出 紙帶在這兩點(diǎn)間的平均速度v=4x/ At,用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過E點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度.圖 1 4 5 x/ At可以大致表示E點(diǎn)的瞬時(shí)速度，D> F兩點(diǎn)離E點(diǎn)越近，算出的平均速度越接 近正點(diǎn)的瞬時(shí)速度.然而D, F兩點(diǎn)距離過小則測(cè)

8、量誤差增大，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個(gè)點(diǎn).六、用圖象表小速度提問：剛才我們從表-2中的數(shù)據(jù)可以粗略看出我們自己手拉紙帶運(yùn)動(dòng)的速度變化情況, 圖象是表示變化規(guī)律的好方法，我們可以用圖象來描述物體的速度變化情況，那么怎樣用 圖象來表示物體運(yùn)動(dòng)的速度呢 ？請(qǐng)同學(xué)們先看課文并回答.典型例題例1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，振針每隔0.02 s在紙.帶上打一個(gè)點(diǎn)，現(xiàn)在用此打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體的速度，當(dāng)電源的頻率低于 50.Hz時(shí)，數(shù)據(jù)計(jì)算仍然是按照每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)來處理的.則測(cè)出的速度數(shù)值與物體的實(shí)際速度相比，是偏大還是偏小 ？為什么？例2.如圖14 6所

9、示，是一條利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，0、1、2、3、4、5、6是七個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離如圖所示.求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度并畫出速度一時(shí)間圖線.16- 1 -口 一1k4- 唯 0"i234fifi-圖 1 一 4 一 6【當(dāng)堂檢測(cè)】1.關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的下列說法中，哪些是正確的？（）A.用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，既方便，又可減小誤差。B.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)是相等的。C.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的。D.計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來一相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等。2.本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的有（）A.每隔四個(gè)點(diǎn)取一

10、個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0. 10秒。B.每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是Q 08秒。C.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0. 08秒。D.每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0. 10秒。E.每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0. 08秒。3 .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期，決定于：（）A.交流電壓的高低。B .交流電的頻率。C.永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱。D .振針與復(fù)寫紙的距離。1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（學(xué)生用）班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：課后提升1.關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說法中正確的是（）A.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)用低壓交流電源，交流電頻率為50Hz;

11、B.紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復(fù)寫紙的上面；C.要先通電，后釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源；D.為減小摩擦，每次測(cè)量應(yīng)先將紙帶理順。2 .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。3 .手拖動(dòng)紙帶經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后，在紙帶上留下的點(diǎn)中有6個(gè)連續(xù)清晰的點(diǎn)，測(cè)出這 6個(gè)點(diǎn)的第1點(diǎn)到第6點(diǎn)的距離為18cm,則（）A.手運(yùn)動(dòng)的平均速度為 0.03m/s B.手運(yùn)動(dòng)的平均速度為 1.5m/sC.手運(yùn)動(dòng)的平均速度為 1.8m/s D .手運(yùn)動(dòng)的平

12、均速度為 180m/s4 .在使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，有時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期不穩(wěn)定，其原因可能是A.交流電源的電壓不穩(wěn)定B .交流電源的頻率不穩(wěn)定C .巳永久磁鐵的磁性太弱D .振片的固有頻率與交流電源的頻率有偏差5 .根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打好的紙帶，可以從紙帶上直接得到的物理量是（）A.時(shí)刻.B .時(shí)間.C位置D.位移E,平均速度6 .根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打好的紙帶，通過適當(dāng)?shù)挠?jì)算可以得到的物理量是（）A.時(shí)刻B .時(shí)間 C位置D.位移E,平均速度7 .打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕，下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕，下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)。（）A.痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間8 .點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)

13、刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C.點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀D.點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況8 .某同學(xué)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，在紙,帶上留下的不是圓點(diǎn)，而是一列短線，這可能是因?yàn)椋ǎ〢.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上；B.電源頻率不穩(wěn)定；C.打點(diǎn)的振針壓得過緊；D.打點(diǎn)的振針壓得過松。9 .用打點(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)際操作的合理步驟， 將各步驟的字母代號(hào)順序?qū)懺诳瞻滋?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r的另一端分別接在低壓電源的兩個(gè)接線柱

14、上。B.把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過 ,并壓在 下面。C.用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開始點(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.打開電源開關(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VX/ t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 10 .使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，下列問題對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是什么？(1)錯(cuò)接在直流電源上，影響是.(2)電源頻率不穩(wěn)，影響是 二(3)打點(diǎn)針壓得太緊，影響是 (4)電源電壓不穩(wěn)，影響是 (5)振針過長(zhǎng)，影響是11 .美國著名短跑運(yùn)動(dòng)員卡爾 劉易斯曾以9.86s跑完100m在這次賽跑中，從起跑點(diǎn)算.起 每 10m所用時(shí)間分別是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s ,最 后20m用了 1.74s .從這組數(shù)據(jù)可以算出，他跑完 100m的平均速度是 m/s ,平均速度 最小的是第 個(gè)10m,平均速度最大的是第 個(gè)10nl12 .如圖1所示，是某人練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶，紙帶的右端后通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定紙帶的