高中物理人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度导学案

学校：临清   学科：物理   

第一章  1.4《实验用打点计时器测速度》2

课前预习学案：

预习目标：

1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法；

2、知道两种计时器的工作电压，打点周期。

预习内容：

一、    电磁打点计时器（阅读说明书）

工作电压：         打点周期           振针打点不清晰或打不出点的原因可能是什么?应怎样调节?

二、    电火花式计时器 （阅读说明书）

工作电压：         打点周期         从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?

提出疑惑：                                                    

课内探究学案：

学习目标：

1、学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，会测量物体的速度，掌握一些处理数据的基本方法；

2、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。

学习过程：

练习使用电磁打点计时器.

（1）把电磁打点计时器固定在桌子上面。

（2）接通10V以下交流电源, 用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点，立即关闭电源。

（3）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点, 点之间的间隔数为（n-1）个，用Δt = 0.02(n-1)  s, 计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。

（4）用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式v=Δχ/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度，把测量和计算的结果填入表1中。

            表1： 纸带在某段时间内的平均速度

( 5 ) 把打点计时器固定在长木板上，钩码通过细线拴在小车前，小车后连接纸带，打开电源，钩码拉着小车打出一条纸带。在纸带上找出连续的六个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F, 用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5，把数据填入表2，根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，是加速运动还是减速运动，并写明理由。

表2：纸带的运动情况

（6）在纸带上方选取点能看清的一段，将某个能看清的点表为0，以后每隔0.1s标一个测量点，测量包含某个测量点在内的一段位移Δχ，记录在表3中，同时记录对应的时间Δt（设电源频率是50Hz）。

表3： 纸带在几段时间中的位移和平均速度

(7)建立v-t坐标系，在坐标纸上画出小车的速度时间图像，并从图像上说明小车的运动情况。

当堂检测：

1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是　     (      )

A．时间间隔     B．平均速度    C．位移     D．瞬时速度

2．某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是                                                     (      )

A．复写纸放反      B．使用了直流电源     C．振针过短     D．纸带运动过快

3．打点计时器打点的周期，决定于                                          (      )

A．交流电压的高低          B. 交流电的频率；

C．永久磁铁的磁性强弱；    D. 振针与复写纸间的距离．

4. 在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是               (      )

A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车

B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。

C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01S。

D．实验中应使小车速度尽量小些。

5. 一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为                                                           (      )

A．打点计时器错接在直流电源上；

B．电源电压不稳定；

C．打点计时器使用的电压频率不稳定；

D．振针到复写纸片的距离太小

课后练习与提高：

6．在练习使用打点计时器的实验中，某同学操作中有以下实验步骤，步骤顺序排列正确的是                                                                   (      )

①把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上，按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两条纸带，纸带上就打下一列小点

②把电火花计时器固定在桌子上

③将纸带穿过打点计时器的限位孔，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间

④用刻度尺测量纸带通过的距离x

⑤取下纸带数一下纸带上共有多少个点，记为N，则点子的间隔数为（N -1），纸带的运动时间为（N -1）0.02 s

 ⑥计算纸带运动的平均速度： v=Δx/Δt，把结果填入下表：

  A．①②③④⑤⑥  B. ②③①④⑤⑥   C. ②③①⑤④⑥   D. ②①③⑤④⑥

7. 质量都是m的物体在水平面上沿直线运动，图1-4中，A、B、C、D是它的运动图象，由图象可知                                                           (      )

A．图B表明物体做匀速运动

B．图C表明物体做减速直线运动

C．图D表明物体做加速直线运动

D．图A表明物体做匀速运动

8．如图1 -5所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm，1、2间的距离x2=4.40 cm，2、3间的距离x3=3.62 cm， 3、4间的距离x4=2.78 cm，4、5间的距离x5=2.00 cm，5、6间的距离x6=1.22 cm （f=50Hz）

⑴根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。

⑵根据（1）中表格，在图1-6中画出小车的速度时间图象。并说明小车速度变化特点。