2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實驗 用打點計時器測速度（教案）.doc

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2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實驗 用打點計時器測速度（教案） 【知識與技能】 1、掌握打點計時器的原理及其使用方法。 2、掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。 3、能測定平均速度，畫出v-t圖象，通過圖象來分析物體的運動情況。 【過程與方法】 1、能分析、處理實驗過程中出現(xiàn)的問題。 2、掌握建立圖像的一般規(guī)律，了解用圖像研究物理問題的方法。 3、掌握在極短的時間內(nèi)物體的瞬時速度近似等于這段時間內(nèi)的平均速度這一近似方法。 【情感態(tài)度與價值觀】 1、注意培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣和實驗態(tài)度。 2、注意培養(yǎng)學(xué)生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實事求是的科學(xué)態(tài)度。 【教學(xué)重難點】 打點計時器的使用方法；對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。測定瞬時速度，畫出v-t圖像，并通過圖像來分析物體的運動情況。 【課時安排】1課時 【教學(xué)過程】 ※知識點一、電磁打點計時器 （1）原理 接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵有作用下，振片便振動起來，帶動其上的振針上下振動，這時，如果紙帶運動，振針就通過復(fù)寫紙在紙帶上留下一行小點 （2）構(gòu)造 （3）工作電壓：交流6V以下 ※知識點二、電火花計時器 （1）構(gòu)造： （2）原理： 當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)動的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動的紙帶上打出一行點跡 （3）工作電壓：220V ★兩種打點計時器的比較 ★打點計時器的作用 ※知識點三、練習(xí)使用打點計時器 1、操作步驟 （1）固定計時器 （2）穿紙帶 （3）啟動電源，拉紙帶，隨后立即關(guān)電源 2、紙帶的簡單處理——測平均速度 （1）需測量的量：位移（兩點間的距離）、時間（兩個點之間的點跡的個數(shù)） （2）關(guān)系式： 3、測瞬時速度 ★實驗步驟 1．了解打點計時器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上． 2．把電磁打點計時器的兩個接線柱用導(dǎo)線與6 V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過兩個限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面． 3．接通電源，用手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后立即關(guān)閉電源． 4．取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點．如果共有n個點，則用Δt＝0.02(n－1)s計算出紙帶的運動時間Δt. 5．用刻度尺測量一下打下這些點紙帶通過的距離Δx，利用公式＝計算紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度．把測量和計算的結(jié)果填入表中． ★數(shù)據(jù)處理 1．用打點計時器測量瞬時速度 (1)選取一條點跡清晰便于分析的紙帶． (2)從能夠看清的某個點開始，每隔四個點取一個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間的時間間隔T＝50.02 s＝0.1 s．在紙帶上用O、A、B、C、D…標(biāo)出這些“計數(shù)點”，如圖所示． 依次測出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4… (3)A、B、C、D…各點的瞬時速度分別為： vA＝、vB＝、vC＝、vD＝… ★誤差分析 1．利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度自身會帶來系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應(yīng)取以計數(shù)點為中心的較小位移Δx來求平均速度． 2．若采用分段測量計數(shù)點間的位移x，會使測量誤差增大．減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別計算出各計數(shù)點間的距離． ★注意事項 1．如果在紙帶上數(shù)出了n個點，那么，它們的間隔數(shù)是(n－1)個，它們的時間間隔為(n－1)0.02 s. 2．使用打點計時器打點時，應(yīng)先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶． 3．手拉動紙帶時速度應(yīng)快一些，以防點跡太密集． 4．使用電火花計時器時，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點計時器時，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面． ※知識點四、用圖像表示速度 1、圖像特點：直觀 2、常用作圖法 （1）描點作圖 （2）據(jù)函數(shù)關(guān)系式作圖 3、作圖步驟 （1）建系（2）描點（3）作圖 4、速度－時間圖像（v-t graph） 【典型例題】（1）打點計時器是一種使用（填“交流”或“直流”）電源的計時儀器，電磁式打電計時器的工作電壓為4V~6V．當(dāng)電源的頻率是50Hz時（我國工農(nóng)業(yè)和生活用的交流電的頻率都是50Hz），它每隔s打一個點，因此紙帶上的點就表示了與紙帶相連的物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況． （2）如圖是實驗中得到的一條紙帶，從O點開始每5個點取一個計數(shù)點（打點計時器的電源頻率是50Hz），依照打點的先后依次編為1、2、3、4、5、6，量得x1=2.21cm，x2=3.00cm，x3=3.81cm，x4=4.63cm，x5=5.45cm，x6=6.28cm。 ①該打點計時器依次打出各計數(shù)點的時間間隔為T=s ②打點計時器打計數(shù)點5時，小車的速度大小是v5=m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）交流，0.02；（2）① 0.10 ② 0.59 【解析】（1）電磁打點計時器是一種計時儀器，其工作電壓是交流4～6V，在我國使用的頻率為50HZ的交流電中，每隔0.02s打一個點，所以相鄰的兩個計時點間的時間間隔是0.02s。 （2）①由題意從O點開始每5個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=50.02s=0.1s ②根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上5點時小車的瞬時速度大?。?