教案-全国-2016_（浙江专用）2016-2017高中物理 第一章 运动的描述（第3课时）实验：用打点计时器测速度教师用书 新人教版必修1.doc

-10-第3课时实验：用打点计时器测速度研究学考·明确要求]知识内容用打点计时器测速度考试要求必考加试√基本要求1.知道电磁打点(电火花)计时器的作用、外观结构及名称2．知道打点计时器打相邻两个点的时间间隔，掌握电磁打点(电火花)计时器的使用方法3．能设计“用打点计时器测速度”的实验记录表4．会根据纸带上点迹的疏密判断速度的大小，并计算物体运动的平均速度5．理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用该思想方法计算瞬时速度6．能运用实验数据描绘v－t图象，并会根据画出的图象说明物体运动的快慢7．会借助传感器测速度发展要求在计算瞬时速度时，会合理选取时间间隔说明1.不要求了解电磁打点(电火花)计时器的内部结构和技术细节2．不要求理解用气垫导轨、光电门和数字计时器研究运动的原理eq\a\vs4\al\co1(知识点一了解并练习使用打点计时器)基础梳理]1．打点计时器的作用及分类打点计时器是一种使用交流(填“交流”或“直流”)电源的计时仪器，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02__s打一次点，打点计时器和纸带配合，可以记录物体运动的时间及在一段时间内的位移，供高中学生实验用的计时器有电磁打点计时器和电火花计时器两种。2．电磁打点计时器(1)工作电压：6__V以下的交流(填“交流”或“直流”)电源；(2)原理：接通交流电源后，振针上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸在纸带上留下一行小点。3．电火花计时器(1)工作电压：220V交流(填“交流”或“直流”)电源；(2)原理：当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。4．两种计时器误差比较电火花计时器使用中对纸带运动阻力较小，因而系统误差较小。思考打点计时器打点时，打点计时器和纸带之间的摩擦会对物体的运动造成影响，用哪种打点计时器做实验时，实验误差更小呢？答案因为电火花打点计时器是靠电火花和墨粉来打点的，所以对纸带的运动带来的阻力很小，使系统误差更小。即学即练]1．如图1所示是电火花计时器的示意图。电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用________(选填“交流”或“直流”)电源，当电源的频率是50Hz时，每隔________s打一次点。其工作时的基本步骤如下：图1A．当纸带完全通过电火花计时器后，立即关闭电源B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动上述步骤正确的顺序是________。(按顺序填写步骤编号)解析电火花计时器的工作电压是220V交流电，频率为50Hz时，打点时间间隔为0.02s，工作时，应先接通电源后释放纸带，并且打完纸带后应立即关闭电源，所以正确的顺序是CBDA。答案交流0.02CBDAeq\a\vs4\al\co1(知识点二用打点计时器测平均速度和瞬时速度)基础梳理]1．实验步骤(1)把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带。(2)把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上(电磁打点计时器接6V低压交流电，电火花计时器接220V交流电)。(3)先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源。(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为(n－1)个，则纸带的运动时间Δt＝(n－1)×0.02s。(5)用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。(6)根据纸带计算平均速度用刻度尺测出n个点之间的间距Δx，n个点之间的时间Δt＝(n－1)×0.02__s。则平均速度v＝eq\f(Δx,Δt)。(7)根据打点计时器计算瞬时速度①原理：取包含某一位置在内的一小段位移Δx，根据v＝eq\f(Δx,Δt)测出这一段位移内的平均速度，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度。一般地，取以这个点为中间时刻的一段位移来计算。如图2所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE＝eq\f(Δx,Δt)。图2②数据处理；把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D、……，如图3所示，依次测出各点到O点的距离，再算出OA、AB、BC、……的距离x1、x2、x3、……。图3若打点计时器打点的周期为T，则A、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)、……。把数据填入下表，根据数据判断纸带运动速度的变化情况。位置ABCDEFGv/(m·s－1)2.注意为了减小实验误差，A、B、C、D……不一定是连续计时点，比如可以间隔T＝0.1s(即每隔四个点)取