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2019-2020年高中物理 1.4 實驗 用打點計時器測速度學(xué)案 新人教版必修2 學(xué)習(xí)目標(biāo) （一）課程要求 1．了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的基本結(jié)構(gòu)，理解其基本工作原理。 2．經(jīng)歷使用打點計時器的過程，能正確、熟練地使用打點計時器。 3．會根據(jù)紙帶上的點跡計算物體運動的平均速度。理解用平均速度表示瞬時速度所采用的思想方法，會用這種方法計算瞬時速度。 4．能運用實驗數(shù)據(jù)描繪v-t圖象，并根據(jù)畫出的圖象描繪物體運動速度的變化特點。 （二）重、難點 重點：1．打點計時器的使用方法。 2.會計算物體的平均速度和紙帶上各點的瞬時速度。 難點：各點瞬時速度的計算 強化基礎(chǔ) 1.下列關(guān)于電磁打點計時器的說法中正確的是（ ） A. 必須使用低壓交流電源 B.可以使用低壓交流電源也可以使用低壓直流電源 C. 當(dāng)電源頻率為50HZ時，打出的紙帶相鄰兩個點的時間間隔為0.02s D. 當(dāng)電源頻率為50HZ時，打出的紙帶相鄰兩個點的時間間隔為0.1s 2.關(guān)于打點計時器打點時間間隔的長短，下列說法正確的是( ) A. 電源電壓越高，打點計時器通過的電流越強，計時器打點速度就會越快，每打兩個點的時間間隔就會越短 B. 手拉紙帶速度越大，紙帶運動越快，計時器打點速度就會越快，每打兩個點所需時間間隔就會越短 C. 打點計時器每打兩個點的時間間隔由電源的頻率決定，與電源電壓的高低和紙帶的運動速度的大小均無關(guān) D. 以上都不對 3.當(dāng)紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點跡，下列關(guān)于紙帶上點跡的說法中，哪些是正確的 ( ) A. 點跡記錄了物體運動的時間 B. 點跡記錄了物體在不同時刻的對應(yīng)位置和某段時間內(nèi)的位移 C. 根據(jù)點跡在紙帶上的分布情況，可以近似求出某點的瞬時速度 D. 紙帶上點跡的分布情況，反映物體的運動情況 υ A B C t 0 圖1 4．A、B、C三個物體沿同一直線運動，其對應(yīng)的v-t圖象如圖1所示，則下列判斷正確的是（ ） A．B、C兩物體具有相同的初速度 B．B、C兩物體一定從同一點出發(fā) C．A物體做勻速直線運動 D. A、B、C三個物體的運動方向都相同 5.關(guān)于“用打點計時器測速度”的實驗說法正確的有 A.使用打點計時器時，拉動紙帶的方向應(yīng)與限位孔平行 B.使用打點計時器時，應(yīng)先拉動紙帶，再接通電源 C.無論使用電磁打點計時器還是電火花打點計時器，都應(yīng)該把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面 D.使用打點計時器時，應(yīng)先將打點計時器進行固定 F.在測量計數(shù)點間長度的時候，要用刻度尺一次測量多個數(shù)據(jù)，不要一段一段的測量，以減少誤差 6．某次實驗中，打點計時器使用交流電的頻率為50Hz，打出的紙帶如圖2所示,圖中O點為紙帶的第一個點，接下來的幾個點模糊,因此從較為清晰的A點開始，每五個點取一個計數(shù)點。則在打出A、F這兩點的時間間隔中，紙帶的運動是加速還是減速？紙帶運動的平均速度是多大？ B點的瞬時速度為多大？ O A B 1.30 C D E F G 3.45 6.34 10.08 14.40 19.55 單位:cm 圖2 提升能力 7．在“用打點計時器測速度”的實驗中，用手拖動紙帶打出一系列點跡。在打好的紙帶上選出6個連續(xù)清晰的點，測得第1點到第6點的距離為12cm，則在此過程中手運動的平均速度為（ ） A． 1.0m/s B． 0.24m/s 圖3 C． 1.2m/s D．0.2m/s 8.一個物體作直線運動的 v-t 圖象如圖3所示，由圖判斷： （1）物體是從靜止開始運動還是具有一定的初速度？ （2）在0～時間內(nèi)，運動的方向是否變化？ （3）在0～時間內(nèi)，速度的大小是否變化？ 怎樣變化，是加速還是減速？ 9.某同學(xué)在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個計數(shù)點，其相鄰點間的距離如圖4所示，每兩個相鄰的計數(shù)點之間還有4個計時點沒畫出來。 4.38cm 3.62cm 5.20cm 5.99cm 6.80cm 7.62cm A B C D E F G 圖4 （1）由圖可求出A點到F點的平均速度是 m/s (2)試根據(jù)紙帶上各個計數(shù)點間的距離，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(結(jié)果保留3位有效數(shù)字) 　 　 數(shù)值（m/s） 　 　 　 　 　 圖5 υ/（m/s） t/s 0.8 0.7 0.6 0.5 0.3 0.4 0 0.2 0.1 0.3 0.4 0.5 (3)將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標(biāo)在圖5的直角坐標(biāo)系中，并畫出小車的瞬時速度隨時間的變化圖象 感悟經(jīng)典 閱讀材料：打點計時器原理及使用 我們以J0203型打點計時器為例，介紹打點計時器的工作原理。如右圖．當(dāng)線圈中通入的交流電為正半周時，設(shè)電流方向如圖甲，則線圈中被磁化的鋼制簧片左端為N極，永磁體的磁場就使簧片向下運動，振針就在紙帶上打出一個點；當(dāng)交流電為負(fù)半周時，電流方向如圖乙，簧片左端變?yōu)閟極，永磁體的磁場就使簧片向上運動．如此反復(fù)作用，簧片就振動起來．制造時使簧片的固有頻率為50赫茲，等于交流電的頻率，這樣簧片就發(fā)生共振，振動頻率也是50赫茲，即周期為O．02秒，并且有較大的振幅。于是振針就每隔O．02秒向紙帶上打出一個清晰的點。打點計時器在使用前應(yīng)進行檢驗，打點周期的等時性不好的要進行調(diào)整。振針的高度應(yīng)適當(dāng)，并且不要松動，否則會出現(xiàn)漏點、雙點、等時性不良等缺點，并對紙帶產(chǎn)生過大的摩擦阻力。紙帶在使用前要整平，以免造成打點間隔變化或點跡不清晰．每打完一條紙帶，要將圓形復(fù)寫紙片的位置調(diào)整一下，以充分利用它的不同部位，保證打點清晰。打點器是按間歇工作設(shè)計的，每打完一條紙帶要及時切斷電源，防止線圈過熱而損壞．在紙帶上測量長度時，不要用短尺一段一段她測量后相加，以免誤差積累。打出的紙帶要貼在實驗報告中，作為原始記錄。 第四節(jié) 實驗：用打點計時器測速度 一.強化基礎(chǔ) 1.AC 2.C 3.ABCD 4.AD 5.ADF 6. 加速 m/s=36.50m/s m/s=25.20m/s 二.提升能力 7.C 8.（1）具有一定的初速度 (2) 0～運動的方向不變,為正方向，時刻方向改變，～運動的方向為負(fù)方向 （3）0～增加，～不變，～減小為零，～反向增加 9. (1) 0.52 　 　 數(shù)值（m/s） 　0.400 0.479　 0.560 0.640 0.721 (2) (3)圖略