学生实验教案范文

实验:用打点计时器测速度

学习目标

1.了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构,理解其基本工作原理,能正确、熟练地使用打点计时器。

2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法,会用这种方法计算瞬时速度。

3.会运用实验数据描绘v-t图象,并会根据画出的图象描述物体运动速度的变化特点。

知识梳理

1.打点计时器构造与原理

电磁打点计时器

电火花计时器

工作电压

6 V以下交流电

①220V交流电

打点方式

振针周期性上下振动

周期性产生电火花

打点周期

0.02 s

0.02 s

用限位孔限定纸带,复写纸压在纸带的上面,工作原理

通电,振片带动振针打点。若纸带运动,其上就会留下一行小点

记录信息

使用时,墨粉纸盘套在纸盘轴上,把纸带穿过限位孔。当接通电源,按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹

位移

2.打点计时器的使用

(1)使用电磁打点计时器时,纸带应穿过限位孔,复写纸套在限位轴上,放在纸带的 (填“上面”或“下面”),打点时应先 (填“接通电源”或“释放纸带”)后 (填“接通电源”或“释放纸带”)。

(2)纸带上记录的是一段时间内运动物体通过的 ;对于从实验中得到的纸带,纸带上的点有疏有密,点迹密集的地方表示物体运动的速度 (填“较大”或“较小”)。

3.用打点计时器测量瞬时速度

有一打过点的纸带,如图所示。根据量出A、D间的距离Δx和时间间隔Δt算出A、D间的平均速度=

,可以用这个速度近似地表示纸带经过A点时的 ,如果Δt再小一些(如A、C之间或A、B之间),用平均速度代表A点的瞬时速度会更准确些。

合作探究

主题1:打点计时器的工作原理

阅读教材中“电磁打点计时器”和“电火花计时器”相关内容,回答下列问题。

(1)电磁打点计时器使用低压交流电源工作,能不能使用直流电源?为什么? (2)从原理上考虑,电火花计时器跟电磁打点计时器相比,哪个误差可能会更小?

主题2:练习使用打点计时器

打在纸带上的点,记录了纸带的运动位移和时间。如果把纸带和运动的物体连接在一起运动,纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。研究纸带上点与点之间的间隔,就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移,从而了解物体的运动情况。

说说图示中每条纸带记录的物体的运动情况。

主题3:用打点计时器测量瞬时速度

阅读教材中“用打点计时器测量瞬时速度”的内容,结合如图所示的纸带,回答下列问题。

(1)用打点计时器测量瞬时速度的思想方法是什么? (2)图示是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一段纸带,如果要求不很精确,能否用AG段的平均速度表示D点的瞬时速度?能否把D点的速度表示得更准确一些?结合平均速度与瞬时速度的关系,分析图中CE间的平均速度和AG间的平均速度哪一个更接近于D点的瞬时速度?

自我检测

1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,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有(

)。

A.时间间隔

B.位移

C.瞬时速度

D.平均速度

2.接通电源与释放纸带(或物体),这两个操作步骤之间的关系应当是(

)。

A.先接通电源,后释放纸带 B.先释放纸带,后接通电源

C.释放纸带的同时接通电源 D.先接通电源或先释放纸带都可以

3.打点计时器打点的周期取决于(

)。

A.交流电压的高低

B.电源的频率 C.永久磁铁的磁性强弱 D.纸带运动快慢

4.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,当电源的频率为50 Hz时,振针每隔

s打一个点;如果每5个点选一个计数点,那么,相邻计数点之间的时间间隔为

。现在用打点计时器测定物体的速度,当电源频率低于50 Hz时,如果仍按50 Hz的时间间隔打一个点计算,则测出的速度数值将比物体的真实数值

。

5.图示是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带,相邻点的时间间隔为0.02 s,纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺,试计算拖着纸带做直线运动的物体在AC段内的平均速度和在B点的瞬时速度。

6.图示是一条利用打点计时器打出的纸带,0、1、2、3、4、5、6是七个计数点,每相邻两个计数点之间还有四个点未画出,各计数点到0的距离如图所示。求出1、2、3、4、5这五个计数点的瞬时速度并画出速度—时间图象。