高中物理加速度教案

練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度。

秦嶺中學(xué)新課程高中物理導(dǎo)學(xué)案

班級(jí)姓名小組上課時(shí)間：年月日
課題§2.0練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度和加速度（用2課時(shí)）
學(xué)前
預(yù)習(xí)
目標(biāo)
提示學(xué)習(xí)
目標(biāo)1、了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。知道兩種計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是由電源的頻率決定的。如果電源的頻率為50Hz，則每隔0．02s打一個(gè)點(diǎn)。、會(huì)利用打上點(diǎn)的紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況，掌握一些處理數(shù)據(jù)的基本方法。
2、通過小組探究實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中科學(xué)操作方法的重要性，認(rèn)識(shí)理性思維在實(shí)驗(yàn)分析中的重要性。
3、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛，享受成功的喜悅。
重點(diǎn)本節(jié)課重點(diǎn)是學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，會(huì)簡(jiǎn)單處理紙帶上的數(shù)據(jù)并計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的平均速度。
難點(diǎn)本節(jié)難點(diǎn)是根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度和該勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度
教法小組自主探究實(shí)驗(yàn)為主，教師講解為輔
學(xué)法學(xué)生自主學(xué)習(xí)，小組實(shí)驗(yàn)探究；老師歸納總結(jié)。
學(xué)生自主學(xué)習(xí)的補(bǔ)充材料
課本
補(bǔ)充知識(shí)
預(yù)習(xí)1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是高中一個(gè)重要的計(jì)時(shí)儀器，計(jì)時(shí)的同時(shí)還能記錄物體的運(yùn)動(dòng)情況.
2、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4～6V。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一個(gè)點(diǎn)。
3、電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在紙盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一次點(diǎn)。
如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器便在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，這些

學(xué)生自主學(xué)習(xí)的補(bǔ)充材料
課本
補(bǔ)充知識(shí)
預(yù)習(xí)點(diǎn)既記錄了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，也記錄了相應(yīng)的時(shí)間。通過對(duì)紙帶上點(diǎn)子之間距離的研究，可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。
4、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。
②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。
③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。
④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。
小組
課堂
探究
學(xué)習(xí)【實(shí)驗(yàn)探究任務(wù)】
①把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上面，對(duì)照使用說明書，了解其構(gòu)造
②)用手拉住正確穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶上端，紙帶下端連接重物，然后在接通6V以下交流電源后,釋放紙帶，在紙帶上就打出一行小點(diǎn)，立即關(guān)閉電源。
③取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果數(shù)出n個(gè)點(diǎn),點(diǎn)之間的間隔數(shù)為（n-1）個(gè)，用Δt=0.02(n-1)s,計(jì)算出紙帶從第一個(gè)點(diǎn)到第n點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。
④用刻度尺測(cè)量出從第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離Δχ。利用公式Δυ=Δχ/Δt計(jì)算出紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表1中。
表1：紙帶在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度
點(diǎn)子數(shù)n點(diǎn)子間隔數(shù)n-1運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt
/s位移Δχ
/m平均速度υ
/(ms)
⑤在紙帶上找出連續(xù)的六個(gè)點(diǎn)，分別標(biāo)上記號(hào)A、B、C、D、E、F,用刻度尺量出相鄰的兩點(diǎn)間的距離Δχ1,Δχ2,Δχ3,Δχ4,Δχ5，把數(shù)據(jù)填入表2，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，判斷紙帶的這段運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng)，是加速運(yùn)動(dòng)還是減速運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)能看作是勻加速運(yùn)動(dòng)嗎？并寫明理由。表2：紙帶的運(yùn)動(dòng)情況
A和B的距離Δχ1/mB和C的距離Δχ2/mC和D的距離Δχ3/mD和E的距離Δχ4/mE和F的距離Δχ5/m
判斷結(jié)果和理由：相鄰間距不斷增加，且增加值幾乎相等，說明可看作勻加速運(yùn)動(dòng)。
⑥在紙帶上選取能看清的一段，將某個(gè)能看清的點(diǎn)標(biāo)為0，以后每隔4個(gè)點(diǎn)標(biāo)一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，從0開始測(cè)量每相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移分別記為s1、s2、s3、…sn，并記錄在表3中，如果紙帶運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)，且電源頻率是50Hz。則運(yùn)用vn=(sn+sn+1)/2T算出紙帶對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、2、3、4、的瞬時(shí)速度υn填入表3中。再用描圖法或逐差法(T為相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔)計(jì)算出該紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大約是9.6m/s2。（逐差法）

小組
課堂
探究
學(xué)習(xí)表3：紙帶在對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移和對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度速度
位置012345
Sn/m
Δt/s
υ/(m/s)

課

后

針

對(duì)

練

習(xí)
1.關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用，下列說法中正確的是(CD)
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)用低壓交流電源，交流電頻率為50Hz；
B．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復(fù)寫紙的上面；
C．要先通電，后釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源；
D．為減小摩擦，每次測(cè)量應(yīng)先將紙帶理順。
2．運(yùn)動(dòng)物體拉動(dòng)穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的點(diǎn)直接記錄了（AD）
A．物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；B．物體在不同時(shí)刻的位置；
C．物體在不同時(shí)刻的速度；D．物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移。
3．手拖動(dòng)紙帶經(jīng)過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后，在紙帶上留下的點(diǎn)中有6個(gè)連續(xù)清晰的點(diǎn)，測(cè)出這6個(gè)點(diǎn)的第1點(diǎn)到第6點(diǎn)的距離為18cm，則（C）
A．手運(yùn)動(dòng)的平均速度為0.03m/sB．手運(yùn)動(dòng)的平均速度為1.5m/s
C．手運(yùn)動(dòng)的平均速度為1.8m/sD．手運(yùn)動(dòng)的平均速度為180m/s
4．在使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，有時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期不穩(wěn)定，其原因可能是(B)
A．交流電源的電壓不穩(wěn)定B．交流電源的頻率不穩(wěn)定
C．永久磁鐵的磁性太弱D．振片的固有頻率與交流電源的頻率有偏差
5．根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打好的紙帶，可以從紙帶上直接得到的物理量是（ABCD）
A．時(shí)刻B．時(shí)間C位置D．位移E．平均速度
6．某同學(xué)用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器做實(shí)驗(yàn)時(shí)，在紙帶上留下的不是圓點(diǎn)，而是一列短線，這可能是因?yàn)?C)
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上；B．電源頻率不穩(wěn)定；
C．打點(diǎn)的振針壓得過緊；D．打點(diǎn)的振針壓得過松。
7．本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的有(A)
A．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10秒。
B．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.08秒。
C．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.08秒。
D．每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.10秒。
8．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，下列問題對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響是什么？
（1）錯(cuò)接在直流電源上，影響是不能打點(diǎn)
（2）電源頻率不穩(wěn)，影響是打點(diǎn)間隔時(shí)間會(huì)變化，有時(shí)不等于0.02秒
（3）打點(diǎn)針壓得太緊，影響是針與紙帶接觸時(shí)間過長(zhǎng)，使“點(diǎn)”變成為“線”
（4）電源電壓不穩(wěn)，影響是不影響打點(diǎn)的時(shí)間間隔，影響打點(diǎn)的清晰程度
（5）振針過長(zhǎng)，影響是對(duì)紙帶的影響和振針壓得太緊相似，是間斷的直線。

課

后

針

對(duì)

練

習(xí)9．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可測(cè)紙帶運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移．下面是沒有按操作順序?qū)懙牟煌暾膶?shí)驗(yàn)步驟，按照你對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，在各步驟空白處填上適當(dāng)?shù)膬?nèi)容，然后按實(shí)際操作的合理步驟，將各步驟的字母代號(hào)順序?qū)懺诳瞻滋帲?br> A．在電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線，導(dǎo)線的另一端分別接在低壓電源的兩個(gè)接線柱上。
B．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上，讓紙帶穿過限位孔，并壓在復(fù)寫紙下面。
C．用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離。
D．切斷電源，取下紙帶，如果紙帶上共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶上記錄的時(shí)間
（n-1）0.02s。
E．打開電源開關(guān)，再用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上打下一系列小點(diǎn)。
F．利用公式計(jì)算紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度。
實(shí)驗(yàn)步驟的合理順序是BAEDCF。
10．電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流220V電源工作，它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器．工作電源頻率是50Hz，如果用它測(cè)量時(shí)，實(shí)驗(yàn)者不知工作電壓的頻率變?yōu)?0Hz，仍按50Hz的頻率計(jì)算，這樣算出的速度值與物體速度的真實(shí)值相比是偏?。ㄌ睢捌蟆被颉捌　保?。
11．如圖1所示，是某人練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶，紙帶的右端后通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．從點(diǎn)痕的分布情況可以斷定紙帶的運(yùn)動(dòng)情況是減速運(yùn)動(dòng)。若所用電源頻率為50Hz，從打下A點(diǎn)到打下D點(diǎn)，共13點(diǎn)，歷時(shí)0.24s，位移為m（用尺子直接測(cè)量），這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是m/s．BD段的平均速度是m/s。若該紙帶的運(yùn)動(dòng)可看作是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則打下B點(diǎn)時(shí)紙帶的速度是m/s，該紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度約是m/s2。
12．某組學(xué)生研究小車從斜面上滑下實(shí)驗(yàn)，得到如圖2所示的紙帶，從O點(diǎn)開始每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),紙帶上的計(jì)數(shù)點(diǎn)用O、A、B、C、D、E表示．根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，可判斷小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小車經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度是__50.4__cm/s，小車經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的速度是_124___cm/s，小車做勻變速運(yùn)動(dòng)的加速度是__3.68__m/s2。

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《用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》教學(xué)設(shè)計(jì)

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【教學(xué)目標(biāo)】
1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理,學(xué)會(huì)安裝和使用。
2.理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理,學(xué)會(huì)粗略測(cè)量瞬時(shí)速度。
3.理解速度-時(shí)間圖象的意義,掌握描點(diǎn)法畫圖象的方法。
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn):1.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用。
2.由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。
3.畫物體的速度-時(shí)間圖象。
難點(diǎn):1.對(duì)紙帶數(shù)據(jù)的處理。
2.圖象的畫法及對(duì)圖象理解。
【教學(xué)安排】2課時(shí)
【三維目標(biāo)】
知識(shí)與技能:
1、了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、差異及功能。
2、能夠閱讀產(chǎn)品說明書,掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法。
3、初步學(xué)會(huì)從紙帶上獲取時(shí)間和位移等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理,測(cè)定物體的速度。
4、學(xué)會(huì)建立物體運(yùn)動(dòng)v-t圖。
過程與方法:
1、通過實(shí)驗(yàn)探究過程,了解物理學(xué)的研究方法,培養(yǎng)學(xué)生信息收集和處理能力,分析、解決問題能力和交流、合作能力。
2、初步了解用圖象描述和研究物理過程的方法,體會(huì)數(shù)學(xué)在物理知識(shí)中的應(yīng)用。
情感態(tài)度和價(jià)值觀:
1、在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神。
2、在探討問題的過程中,鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與他人使用,交流思想,感受團(tuán)隊(duì)精神,體驗(yàn)探索的樂趣。
【教學(xué)過程】
(一)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器原理:被交變磁場(chǎng)磁化的振片在永久磁鐵的作用下振動(dòng),振針打在復(fù)寫紙上使紙帶上打出一系列的點(diǎn)。
電火花計(jì)時(shí)器原理:
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器
電源電壓4~6V的交流電220V的交流電
電源頻率頻率為50Hz,每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)
特點(diǎn)紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力小,比電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)誤差小
(二)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
(步驟詳見課本P20)
〖思考與討論〗
注意:1.電源電壓要符合要求:
2.實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度,必要時(shí)要進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換器材。
3.應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)穩(wěn)定時(shí)再拉動(dòng)紙帶。
4.手拉紙帶時(shí),速度應(yīng)快一些,以防止點(diǎn)跡太密集。
(三)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度
測(cè)量方法:某點(diǎn)E的瞬時(shí)速度可以粗略地由包含E點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度來表示。
說明:理論上講如果這兩點(diǎn)離E點(diǎn)越接近(即Δt越短),這個(gè)平均速度越接近E點(diǎn)的瞬時(shí)速度,但是實(shí)際操作時(shí)距離太小會(huì)使測(cè)量誤差增大,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個(gè)點(diǎn)。
(四)用圖像表示速度(直線運(yùn)動(dòng))
為了更直觀地反映物體的運(yùn)動(dòng)情況,我們可以用v-t圖象來表示速度隨時(shí)間的變化規(guī)律。
1.v-t圖象的畫法
以速度v為縱軸,時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)計(jì)算出的不同時(shí)刻對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度值,在坐標(biāo)系中描點(diǎn),最后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖象。
思考:怎樣畫出速度-時(shí)間圖象?為什么要用平滑的曲線擬合?
2.v-t圖象的信息(在第二章總結(jié))
⑴任一時(shí)刻速度的大小和方向
⑵速度的變化情況及相應(yīng)的時(shí)間
……
例:(P24:問題與練習(xí)T3)
要求:根據(jù)v-t圖象敘述物體的運(yùn)動(dòng)情況。
【典型例題】
典例1:一同學(xué)在使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),紙帶上點(diǎn)不是圓點(diǎn)而是一些短線,這可能的原因是(D)
A.接在直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)
C.電源頻率不穩(wěn)D.打點(diǎn)針壓得過緊
典例2:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是(AB)
A.時(shí)間間隔B.位移C.平均速度D.瞬時(shí)速度
典例3:在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定小車速度的實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,如圖所示,從比較清楚的點(diǎn)開始,每五個(gè)打印點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),分別表明0、1、2、3…,量的0與1兩點(diǎn)間的距離s1=30mm,2與3兩點(diǎn)間的距離為s3=48mm,則小車在0與1兩點(diǎn)間的平均速度v1=0.3m/s,在2與3兩點(diǎn)間的平均速度v3=0.48m/s,據(jù)此可判斷小車做加速運(yùn)動(dòng)。
總結(jié):注意每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔。

§1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

§1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

【學(xué)習(xí)目標(biāo)細(xì)解考綱】
1．學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，能根據(jù)紙帶研究物體的運(yùn)動(dòng)情況。
2．能根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度。
3．能夠根據(jù)紙帶粗略測(cè)量物體的瞬時(shí)速度。
4．認(rèn)識(shí)v-t圖象，能根據(jù)圖象分析物體運(yùn)動(dòng)情況。
5．了解誤差和有效數(shù)字。
【知識(shí)梳理雙基再現(xiàn)】
1．儀器構(gòu)造
（1）下圖為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖，圖中標(biāo)出了幾個(gè)主要部件的代號(hào)，它們的名稱分別是：
1、2、3、4、5、
6、7、8、9、
（2）下圖為電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造圖
2．儀器原理
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定內(nèi)發(fā)生的儀器，它使用電源，由學(xué)生電源供電，工作電壓在以下，當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)，它每隔打一個(gè)點(diǎn)，通電前把紙帶穿過，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，便振動(dòng)起來，帶動(dòng)其上的上下振動(dòng)。這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過復(fù)寫紙片在紙帶上留下一行小點(diǎn)，如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連在一起，即由物體帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，紙帶上各點(diǎn)之間的距離就表示相應(yīng)時(shí)間間隔中物體的。
電火花計(jì)時(shí)器的原理與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器類似，這種計(jì)時(shí)器工作時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)受到的阻力比較，實(shí)驗(yàn)誤差也就比較。
3．速度時(shí)間圖象（v-t圖象）用來描述隨變化關(guān)系的圖象。
4．偶然誤差是指由因素造成的，用的方法可以減小偶然誤差。
系統(tǒng)誤差是由、造成的，特點(diǎn)是多次重復(fù)測(cè)量的結(jié)果總是真實(shí)值，呈現(xiàn)單一傾向。
5．相對(duì)誤差等于。
6．有效數(shù)字是指帶有一位的近似數(shù)字。

【小試身手輕松過關(guān)】
1．關(guān)于誤差，下列說法正確的是（）
A．仔細(xì)測(cè)量可以避免誤差
B．誤差是實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的錯(cuò)誤
C．采用精密儀器，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，可以消除誤差
D．實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的誤差是不可避免的，但可以設(shè)法盡量減小誤差
2．用毫米刻度尺測(cè)量物體的長(zhǎng)度，下列哪些讀數(shù)符合有效數(shù)字要求（）
A．1.502mB．1.6214mC．12.40cmD．4.30mm
3．關(guān)于接通電源和釋放紙帶（物體）的次序，下列說法正確的是（）
A．先接通電源，后釋放紙帶B．先釋放紙帶，后接通電源
C．釋放紙帶同時(shí)接通電源D．先接通電源或先釋放紙帶都可以
4．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用電源的儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工
作電壓是，電火花計(jì)時(shí)器的工作電壓是V，其中實(shí)驗(yàn)誤差較小。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔s打一次點(diǎn)。
【基礎(chǔ)訓(xùn)練鋒芒初顯】
5．根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到或直接測(cè)量得到的物理量是（）
A．時(shí)間間隔B．位移C．平均速度D．瞬時(shí)速度
6．當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕，下列說法正確的是（）
A．點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
B．點(diǎn)痕記錄了物體在不同時(shí)刻的位置或某段時(shí)間內(nèi)的位移
C．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的形狀
D．點(diǎn)在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況
7．利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶（）
A．能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度
B．只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度
C．能準(zhǔn)確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度
D．可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度
【舉一反三能力拓展】
8．如圖所示為某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)的速度—時(shí)間圖象，下列說法正確的是（）

A．質(zhì)點(diǎn)始終向同一方向運(yùn)動(dòng)
B．在運(yùn)動(dòng)過程中，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化
C．前2s內(nèi)做加速直線運(yùn)動(dòng)
D．后2s內(nèi)做減速直線運(yùn)動(dòng)

9.如圖所示是一個(gè)物體的v-t圖象，從以下三個(gè)方面說明它的速度是怎樣變化的？
（1）物體是從靜止開始運(yùn)動(dòng)還是具有一定的初速度？
（2）運(yùn)動(dòng)的方向是否變化？
（3）速度的大小是否變化？怎樣變化？

【名師小結(jié)感悟反思】
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間內(nèi)位移的儀器，分為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器，工作電壓分別為10V以下和220V，均為交流電，打點(diǎn)間隔0.02s。
利用v-t圖象可以讀出初速度和運(yùn)動(dòng)方向，可以判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況。

實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度學(xué)案和課件

物理必修1(人教版)

第四課時(shí)實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

水平測(cè)試
1．(雙選)一學(xué)生在練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，紙帶上打出的不是圓點(diǎn)，而是一些短線，這可能因?yàn)?)
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器錯(cuò)接在直流電源上
B．電源電壓不穩(wěn)定
C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的電壓過高
D．振針到復(fù)寫紙片的距離太小

解析：電壓過高、振針到復(fù)寫紙片的距離太小，使振針振動(dòng)中與紙帶接觸時(shí)間過長(zhǎng)．
答案：CD

2．下列關(guān)于電火花計(jì)時(shí)器和電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說法中，正確的是()
①電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是使用交流電源②兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率與交流電源的頻率一樣③電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)是靠振針和復(fù)寫紙④電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的是電火花和墨粉
A．①②B．③④
C．①③D．②④

解析：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上是靠振針和復(fù)寫紙打點(diǎn)，而電火花計(jì)時(shí)器是靠電火花和墨粉打點(diǎn)，所以③④均錯(cuò)誤．故A項(xiàng)正確．
答案：A

3．下列為同一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的4條紙帶，其中平均速度最大的是哪一條(打點(diǎn)時(shí)間間隔均相同)？()

答案：A

4．如圖所示是某位同學(xué)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的紙帶，紙帶向左通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，從點(diǎn)跡的分布情況可以看出：紙帶________是勻速通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的，紙帶________是越走越快的，紙帶________先是越走越快后來是越走越慢．

解析：從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打好的紙帶看，每相鄰兩個(gè)點(diǎn)跡之間的時(shí)間間隔相等，都是0.02s，圖甲中紙帶相鄰的點(diǎn)跡間的距離相等，說明這條紙帶是勻速運(yùn)動(dòng)的．紙帶乙的相鄰的點(diǎn)跡間的距離越來越大，說明相等的時(shí)間內(nèi)位移越來越大，說明物體的速度越來越大．紙帶丙所描述的是相鄰點(diǎn)跡間的距離先增加后減小，說明紙帶運(yùn)動(dòng)是先快后慢的．
答案：甲乙丙

5．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，得到如圖所示一段紙帶，測(cè)得AB＝7.65cm，BC＝9.17cm，已知交流電的頻率為50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為________m/s，物體運(yùn)動(dòng)速度變化的特點(diǎn)是________________________________________________________________________．

解析：vB＝v－AC＝AB＋BC4T＝7.65cm＋9.17cm4×0.02s＝16.82cm4×0.02s＝16.82×10－2m4×0.02s＝16.824×2m/s＝2.10m/s.
相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)之間的距離隨時(shí)間逐漸增大，故物體做加速運(yùn)動(dòng)，即速度增大．
答案：2.10速度增大

6．某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度，電源頻率為50Hz.在紙帶上打出的點(diǎn)中，選出零點(diǎn)，每隔4個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，因保存不當(dāng)，紙帶被污染，如圖所示，A、B、C、D是依次排列的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，僅能讀出其中3個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)到零點(diǎn)的距離：xA＝16.6mm，xB＝126.5mm，xD＝624.5mm.

若無法再做實(shí)驗(yàn)，可由以上信息推知：

(1)相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為________s.

(2)打C點(diǎn)時(shí)物體的速度大小為________m/s.(取2位有效數(shù)字)

解析：由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓頻率和打出的紙帶上每隔4個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可知相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T＝5×0.02s＝0.1s．雖然計(jì)數(shù)點(diǎn)C至計(jì)數(shù)點(diǎn)D之間有污染，但只要知道B、D間的距離就可以根據(jù)“平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度”這一結(jié)論算出C點(diǎn)的速度，即vC＝xD－xB2T＝2.5m/s.
答案：(1)0.1(2)2.5

素能提高
7．用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能夠更精確地測(cè)量物體的瞬時(shí)速度．如圖所示，滑塊在牽引力的作用下先后通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)時(shí)器記錄了遮光板通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1＝0.29s，通過第二個(gè)光電門的時(shí)間為Δt2＝0.11s，已知遮光板的寬度為3.0cm，試分別求出滑塊通過第一個(gè)光電門和第二個(gè)光電門時(shí)的速度大?。?計(jì)算結(jié)果均保留兩位小數(shù))

解析：由v＝st，得
滑塊通過第一個(gè)光電門的速度
v1＝s1t1＝0.030.29m/s＝0.10m/s.
滑塊通過第二個(gè)光電門的速度
v2＝s2t2＝0.030.11m/s＝0.27m/s.
答案：0.10m/s0.27m/s

汽車上的速度計(jì)

為了知道汽車行駛的速度和經(jīng)過的里程數(shù)，汽車上裝有車速里程表．這是一種組合儀表．車速里程表通過轉(zhuǎn)軸和變速器連接．汽車驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)經(jīng)減速器、傳動(dòng)軸、變速器和轉(zhuǎn)軸傳至車速里程表的接頭，并經(jīng)過儀表內(nèi)部的減速機(jī)械和電磁感應(yīng)作用分別指示出汽車行駛過的里程與車速．
車速里程表所指示的汽車行駛速度，實(shí)際上是通過測(cè)量汽車驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速換算出來的．測(cè)量轉(zhuǎn)速的儀表種類很多，有離心式轉(zhuǎn)速表、磁轉(zhuǎn)速表、直流電轉(zhuǎn)速表、交流電轉(zhuǎn)速表等．
通常多采用磁轉(zhuǎn)速表，它的原理是通過測(cè)量旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)跟它在金屬罩內(nèi)產(chǎn)生的電流間的相互作用力測(cè)出車速的．
上圖為車速里程表中測(cè)量車速部分的示意圖．轉(zhuǎn)軸1的下端通過一系列傳動(dòng)機(jī)械同汽車驅(qū)動(dòng)輪相連，隨驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)．轉(zhuǎn)軸1上端鉚接一永久磁鐵2，磁鐵外面罩著鋁罩3，鋁罩3固定在針軸4上．當(dāng)磁鐵2隨驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，鋁罩中產(chǎn)生感應(yīng)電流．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)與磁鐵的磁場(chǎng)相互作用，要阻礙磁鐵與鋁罩的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，于是鋁罩克服游絲彈簧5的彈力扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，這個(gè)角度與磁鐵2的角速度成正比，也就是與驅(qū)動(dòng)輪的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)成正比．因此，在表盤6上用均勻刻度標(biāo)出車速值，從指針7的扭轉(zhuǎn)角度就可以知道車速．

練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

第四講、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度
一、【內(nèi)容與解析】
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，其核心是如何使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,理解它關(guān)鍵就是要弄清原理和實(shí)驗(yàn)的主要事項(xiàng)。由于它還與動(dòng)力學(xué)有密切的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有重要的地位，并有一定的作用,是本學(xué)科的核心內(nèi)容。教學(xué)的重點(diǎn)是知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是在相同時(shí)間間隔內(nèi)打點(diǎn)，解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)原理。
二、【教學(xué)目標(biāo)與解析】
教學(xué)目標(biāo)
1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。
2.知道兩種計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是由電源的頻率決定的。如果電源的頻率為50Hz，則每隔0．02s打一個(gè)點(diǎn)。
目標(biāo)解析
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4～6V。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一個(gè)點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。
三、【問題診斷分析】
在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問題是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用，產(chǎn)生這一問題的原因是不理解實(shí)驗(yàn)原理。要解決這一問題，就要從原理入手，其中關(guān)鍵是在相同時(shí)間間隔內(nèi)打點(diǎn)。
四、【教學(xué)支持條件分析】
五、【教學(xué)過程】
1、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一次點(diǎn)。

如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器便在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，這些點(diǎn)既記錄了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，也記錄了相應(yīng)的時(shí)間。通過對(duì)紙帶上點(diǎn)子之間距離的研究，可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。
2、注意事項(xiàng)：
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。
②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。
③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。
④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。
3、對(duì)打上點(diǎn)的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)況。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，那么紙帶上相鄰兩個(gè)點(diǎn)所表示的時(shí)間間隔就是T。如果數(shù)出紙帶上一系列點(diǎn)的總數(shù)為N，則打這些點(diǎn)所用的總時(shí)間為t=(N-1)T。如果測(cè)出這N個(gè)點(diǎn)之間的總距離s，則t時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度為

如果紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此式計(jì)算出來的就是紙帶的運(yùn)動(dòng)速度。
六、目標(biāo)檢測(cè)；
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_________(交流?直流?)電源的________儀器，它的工作電壓是________伏特。當(dāng)電源頻率是50赫茲時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。
七、配餐作業(yè)：
A組：
1．關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的下列說法中，哪些是正確的?()
A．用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，既方便，又可減小誤差。
B．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔應(yīng)是相等的。
C．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的。
D．計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等。
2．本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的有()
A．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．10秒。
B．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是O．08秒。
C．每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．08秒。
D．每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．10秒。
E．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．08秒。
B組：
3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期，決定于：()
A．交流電壓的高低。B．交流電的頻率。
C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱。D．振針與復(fù)寫紙的距離。
C組：
4．若所用電源頻率是50赫，圖中D紙帶，從A點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器到B點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器，歷時(shí)________s，位移為______米，這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度是______m／s。BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。