高中物理运动的描述4练习使用打点计时器精讲精练.doc

7第四讲练习使用打点计时器精讲精练物理核心素养（一）物理观念1.了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理，并学会使用打点计时器。2.通过实例学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度。3.通过实例学会用打点计时器测量瞬时速度。4.学会用图象表示速度变化规律的方法，理解用平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点来反映客观规律的思想。（二）科学思维、科学探究1．通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。2．通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来。培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。3．通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。（三）科学态度与责任1.体验实验中理性思维的重要，既要动手，又要动脑。2.感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于实际生活的意识。3.经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥秘。学习重点：1.学会使用打点计时器。2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。3.会用描点法描绘物体的速度—时间图象，并从中获取物理信息。学习难点：处理纸带的方法，用描点法画图象的能力知识点梳理：一、实验目的1.了解打点计时器的结构、原理及使用方法2.学会用打点计时器测量物体的速度3.能利用v－t图象分析实验数据，描述物体的运动。二、实验原理1.两种打点计时器的比较电磁打点计时器电火花计时器结构示意图打点原理电磁作用下振针上下周期性振动打点脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点工作电压6V以下交流电源220V交流电源打点周期0.02s0.02s阻力来源纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小功能功能相同，都是计时仪器2.测平均速度、瞬时速度的原理用跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录物体的位置，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx。打两个点的时间间隔为Δt，则eq\o(v,\s\up4(－))＝eq\f(Δx,Δt)，当Δt很短时，认为eq\f(Δx,Δt)为t时刻的瞬时速度。三、实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。四、实验过程1.实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。(2)把电磁打点计时器的两上接线柱接到6V的低压交流电源上。(3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。随后关闭电源。(4)重复步骤(2)、(3)，获得3～5条纸带。(5)选择一条点迹清晰便于分析的纸带，舍去前面密集的点，找一清晰的点作为第1个点，往后数n个点，n个点之间的间隔数为(n－1)，纸带从打第1个点到打第n个点的运动时间Δt＝0.02(n－1)s。(6)用刻度尺测量出第1个点到第n个点间的距离Δx。2.数据处理(1)计算纸带的平均速度：从打第1个点到打第n个点，纸带的运动时间为Δt＝0.02(n－1)s，纸带的位移为Δx，纸带的平均速度v＝eq\f(Δx,Δt)。把测量和计算的结果填入表中。记录项实验次数点数n点划分出的间隔数n－1运动时间Δt/s位移Δx/m平均速度v/(m·s－1)12(2)用打点计时器测量瞬时速度①选取一条点迹清晰便于分析的纸带。②从能够看清的某个点开始，每隔四个点取一个计数点，每两个计数点间的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s。在纸带上用O、A、B、C、D…标出这些“计数点”，如图所示。用刻度尺依次测出OA、OB、OC、OD…的距离是s1、s2、s3、s4…，再利用x1＝s1、x2＝s2－s1、x3＝s3－s2…确定出OA、AB、BC、CD…之间的距离x1、x2、x3、x4…③A、B、C、D…各点的瞬时速度分别为vA＝eq\f(x1＋x2,2T)、vB＝eq\f(x2＋x3,2T)、vC＝eq\f(x3＋x4,2T)、vD＝eq\f(x4＋x5,2T)…(3)用v－t图象描述物体的运动①以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系。②根据不同时刻的瞬时速度值，在坐标系中描点。③用平滑曲线把这些点连接起来，即得到v－t图象。五、误差分析1.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度自身带来系统误差。为减小误差，应取以计数点为中心的较小位移Δx来求平均速度。2.测量计数点间的位移x带来误差。减小此误差的方法是一次测量完成，即一次测出各计数点到起始计数点O的距离，再分别计算出各计数点间的距离。3.计数点间的时间Δt搞错。几个计数点间的时间间