人教版 (新课标)必修14 实验：用打点计时器测速度学案设计

1.4 《实验：用打点计时器测速度》导学案

【学习目标】

1、了解两种打点计时器的结构和工作原理。

2、会安装并使用打点计时器。

3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。

4、明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。

【重点难点】

1、打点计时器的使用。

2、画物体的速度—时间图象。

【学法指导】

了解计时器的工作原理；体会利用纸带测量速度的原理

【知识链接】

我国古代人用“日规”测量时间，后来出现机械手表，电子石英表测量时间更精确些、、、我们的物理实验中用到一种特殊的计时仪器---打点计时器。

【学习过程】

一、电磁打点计时器

阅读课本，完成下列问题：

电磁打点计时器用4—6V低压______电源，交流电源频率为50Hz时，它每隔_____s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为______s。[来源:学科网]

思考：振针打点的频率与纸带拉动的速度有关吗？

二、电火花计时器

电火花计时器用220V交流电源，当电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。

电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。

三.练习使用打点计时器

根据课本P22实验步骤，练习使用打点计时器。

思考：1．先启动电源拉动纸带还是先拉动纸带再启动电源？

2．看纸带时，依据什么得到时间？

3．纸带拉动的快慢与纸带上点迹的疏密程度有什么关系？

课堂练习：

 1. 如图所示，某同学向右拉动纸带得到图示的清晰点迹，根据纸带可以得到：

  从A到B的运动时间为______________

  拉动纸带时的运动情况_______________(定性描述)

四.用打点计时器测量瞬时速度

根据纸带的点迹，读出时间、测出距离，计算平均速度。要求不是很精确的前提下，可以用平均速度粗略代替某点的瞬时速度。

五.用图象表示速度

为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。

以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。[来源:Z_xx_k.Com]

你能粗略画出你上学的速度（大小）时间图象吗？

课堂练习：

2.根据下列图象信息，定性描述物体的运动情况

甲：________________________    乙：________________________

丙：________________________    丁：_________________________

【训练测试】

1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是(　　)

A．时间间隔　 B．位移

C．速率    D．平均速度

2．采取下列哪些措施，有利于减小纸带受到摩擦而产生的误差(　　)

A．改用6V直流电源

B．电源电压越低越好

C．用平整的纸带，不用皱折的纸带

D．纸带理顺摊平，不让它卷曲、歪斜[来源:学科网ZXXK]

3．一同学从家中出发，沿平直的马路以一定的速率走到邮局．发信之后，沿原路以相同的速率返回．设出发时方向为正方向，则下图中能描述该同学运动情况的v－t图象是(　　)[来源:Zxxk.Com]

4．下列关于打点计时器的使用，正确的是(　　)

A．不要在未放纸带时通电打点，每次打点完毕，及时切断电源，切忌长时间通电使用

B．每打完一条纸带，要将复写纸调整一下，确保下一次打点清晰

C．若发现振片振幅不稳定，应调节振片螺母，以使振动稳定

D．若打的点不清楚或有漏点，则检查复写纸是否已损坏或打点针是否太短

5． 一辆小车沿一条直线运动，车上放着盛水的漏滴，每隔2.0s滴一滴水，水在车行驶的路面上留下水滴的痕迹如图所示，图中还放着一把刻度尺，其零刻度线与O点对齐，若从小车通过O点开始计时，则当滴下水滴G时，小车运动时间是________s，AH段的平均速度为________m/s(保留3位有效数字)．

【参考答案】

1．答案：AB

解析：因为打点计时器每隔0.02s打一次点，根据纸带上打点的个数可确定出时间间隔，故选项A正确．用刻度尺可直接测量出两点间的距离即位移，故选项B正确；速率和平均速度可通过上述A、B项，再进行计算方可求得，因此C、D选项错误．

2．答案：CD

解析：电源不能用直流电源，也不是电压越低越好，A、B选项错误．[来源:学科网]

3．答案：B

解析：规定出发时方向为正方向，返回时的速度为负，C错误．由于速率不变，所以D错误．A图表示的是两个物体的运动．

4．答案： ABCD

5．答案：14.0s；2.14

【学习反思】

1．打点计时器是记录什么物理量的仪器？

2．利用打点计时器打出的纸带速度测量物体运动速度的原理是什么？