高中物理-實(shí)驗(yàn)-用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度教學(xué)-新人教版必修1省公開課一等獎(jiǎng)全國示范課微課金獎(jiǎng)

第四節(jié)試驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度第1頁學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．2．學(xué)會利用打出紙帶求瞬時(shí)速度．3．能經(jīng)過紙帶上點(diǎn)位置關(guān)系分析物體運(yùn)動(dòng)情況．4．會用圖象表示速度隨時(shí)間改變規(guī)律．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正確使用．2．掌握測速度方法．第2頁課前自主學(xué)習(xí)檢測【試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)、原理及使用方法．2．會用紙帶求速度及依據(jù)v－t圖象處理數(shù)據(jù)．第3頁4知識主干梳理第4頁5第5頁6第6頁7第7頁8第8頁9第9頁【試驗(yàn)原理】1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理及使用電火花計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器結(jié)構(gòu)圖示第10頁電火花計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓220V交流電6V交流電打點(diǎn)方式周期性產(chǎn)生電火花振針周期性上下振動(dòng)打點(diǎn)周期0.02s0.02s統(tǒng)計(jì)信息位移、時(shí)間第11頁第12頁第13頁計(jì)算出平均速度會更靠近C點(diǎn)瞬時(shí)速度，然而兩點(diǎn)距離過小，測量誤差就會增大，所以兩點(diǎn)間位移太大或太小都不適當(dāng)，應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況選取適當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)，普通選取距C點(diǎn)最近兩個(gè)點(diǎn)來求兩點(diǎn)間平均速度．第14頁【試驗(yàn)器材】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．【試驗(yàn)步驟】1．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，紙帶穿過限位孔，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，而且壓在紙帶上面．2．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩個(gè)接線柱接到6V低壓交流電源上．第15頁第16頁7．把紙帶上能看得清某個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D…作為“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖1－4－2所表示，依次測出O到A、A到B、B到C…之間距離x1、x2、x3….圖1－4－2第17頁關(guān)鍵關(guān)鍵點(diǎn)突破第18頁把數(shù)據(jù)填入下表，依據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速直線運(yùn)動(dòng).位置ABCDEF(xn＋xn＋1)/(m)v/(m·s－1)第19頁2．利用v－t圖象分析物體運(yùn)動(dòng)(1)v－t圖象作法用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系．依據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來，即得到如圖所表示v－t圖象．(2)v－t圖象意義v－t圖象非常直觀地反應(yīng)了速度隨時(shí)間改變情況，它并不是物體運(yùn)動(dòng)軌跡．第20頁(3)勻速直線運(yùn)動(dòng)v－t圖象①勻速直線運(yùn)動(dòng)v－t圖象是與時(shí)間軸平行直線，如圖1－4－4所表示，直線a、b分別表示va＝4m/s，vb＝8m/s.圖1－4－4第21頁②從勻速直線運(yùn)動(dòng)v－t圖象中不但能夠看出速度大小，而且能夠求出位移，依據(jù)位移公式x＝vt，在v－t圖象中就對應(yīng)著邊長分別為v和t一個(gè)矩形面積，如圖1－4－5中畫斜線部分．圖1－4－5第22頁(4)圖象法是處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)慣用方法．利用圖象處理數(shù)據(jù)有許多優(yōu)點(diǎn)，如能夠使物理規(guī)律直觀易懂，能夠減小偶然誤差，能夠方便地取得一些未經(jīng)測量或無法直接測量物理數(shù)值等．二、誤差分析1．利用平均速度來代替計(jì)數(shù)點(diǎn)瞬時(shí)速度本身帶來系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心較小位移Δx來求平均速度．第23頁2．分段測量計(jì)數(shù)點(diǎn)間位移x帶來誤差．減小此誤差方法是一次測量完成，即一次測出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間距離．3．計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間Δt搞錯(cuò)．計(jì)數(shù)點(diǎn)間包括到n個(gè)打印點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔為Δt＝(n－1)×0.02s．而非Δt＝n×0.02s.4．作v－t圖象不用坐標(biāo)紙、尺子，坐標(biāo)單位選定不合理，作圖粗糙帶來誤差．第24頁三、注意事項(xiàng)1．試驗(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)無顯著阻滯現(xiàn)象．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)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面．第25頁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)寫紙高度．6．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)馬上關(guān)閉電源．7．對紙帶進(jìn)行測量時(shí)，不要分段測量各段位移，正確做法是一次測量完成(可先統(tǒng)一測量出各個(gè)測量點(diǎn)到起始測量點(diǎn)O之間距離)．讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米下一位．第26頁課堂互動(dòng)講練打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用例1電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作電壓是________，電火花計(jì)時(shí)器工作電壓是________，當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它們每隔________s打一次點(diǎn)．使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶應(yīng)穿過________，復(fù)寫紙要放在紙帶__________面；打點(diǎn)時(shí)應(yīng)先________，穩(wěn)定后，再讓紙帶運(yùn)動(dòng)．第27頁【精講精析】打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分為兩種，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源，而電火花計(jì)時(shí)器使用220V交流電，電源頻率為50Hz時(shí)，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠振針和復(fù)寫紙打點(diǎn)，紙帶應(yīng)穿過限位孔，放在復(fù)寫紙下面，拉動(dòng)紙帶前，應(yīng)先接通電源．【答案】

6V以下220V

0.02限位孔上接通電源【方法總結(jié)】兩種計(jì)時(shí)器區(qū)分：(1)工作電壓不一樣；(2)工作原理不一樣；(3)打點(diǎn)方式不一樣．第28頁對試驗(yàn)操作及步驟考查例1

在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究小車在重物牽引下運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)中，某同學(xué)有以下操作步驟，其中錯(cuò)誤步驟是____________________，有遺漏內(nèi)容步驟是________________．A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，松開紙帶后再接通電源B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)鉤碼第29頁D．取下紙帶E．放手，使小車在平板上運(yùn)動(dòng)F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔將以上步驟完善后合理序號排列為____________．【精講精析】合理步驟以下：B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上沒有滑輪一端，并接好電路F．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔第30頁C．把一條細(xì)繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪下面懸掛適當(dāng)鉤碼A．拉住紙帶，將小車移至靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處，接通電源E．放手，使小車在平板上運(yùn)動(dòng)D．?dāng)嚅_電源，取下紙帶【答案】

AB

D

BFCAED【方法總結(jié)】學(xué)會打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用是本節(jié)一個(gè)主要內(nèi)容，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用步驟是要嚴(yán)格恪守，不能混亂．第31頁試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理例3

如圖所表示是用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測瞬時(shí)速度試驗(yàn)時(shí)得到一條紙帶一部分，從0點(diǎn)開始依照打點(diǎn)先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6…，現(xiàn)在量得0、1間距離x1＝5.18cm,1、2間距離x2＝4.40cm,2、3間距離x3＝3.62cm,3、4間距離x4＝2.78cm,4、5間距離x5＝2.00cm,5、6間距離x6＝1.22cm(f＝50Hz)．第32頁(1)依據(jù)上面統(tǒng)計(jì)，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)速度并填在下表中.位置12345v/m·s－1(2)依據(jù)(1)中表格，在圖中畫出小車速度－時(shí)間圖象，并說明小車速度改變特點(diǎn)．【思緒點(diǎn)撥】求某點(diǎn)速度時(shí)，我們用相鄰兩點(diǎn)間平均速度代替．第33頁第34頁將數(shù)值填入表格以下位置12345v/m·s－11.201.000.800.600.40(2)描點(diǎn)并連線得小車速度－時(shí)間圖象由圖象可見，小車速度均勻減?。?5頁【答案】見精講精析【方法總結(jié)】在以后學(xué)習(xí)中，將會證實(shí)：用一段時(shí)間內(nèi)平均速度能夠代表該段時(shí)間中間時(shí)刻瞬時(shí)速度．第36頁37第37頁38第38頁39第39頁40第40頁41第41頁42重點(diǎn)難點(diǎn)突破第42頁43第43頁44第44頁45第45頁46第46頁47第47頁48第48頁49第49頁50第50頁51第51頁52第