学生实验教学目标设计

班级 姓名 1.4 实验：用打点计时器测速度

一、学习目标

1．学会使用打点计时器，能根据纸带研究物体的运动情况。

2．能根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度。

3．能够根据纸带粗略测量物体的瞬时速度。

4．认识

v-t 图象，能根据图象分析物体运动情况。

本节重点

1．学会使用打点计时器，能根据纸带计算物体运动的瞬时速度

2．会用描点法描绘物体的速度―时间图象,并从中获取物理信息

二、知识点

【打点计时器】

1、打点计时器是一种记录 、 的仪器。使用的是 电，电源的频率为 Hz，每隔 s打一个点。

2、电磁打点计时器的工作电压是 V，由 供电。

3、电火花打点计时器的工作电压是 V，直接接到生活用交流电源插座上。

4、电磁打点计时器是利用振针和复写纸打点，电火花打点计时器利用火花放电和墨粉纸盘打点。利用 计时器做实验，误差比较小。

【电火花打点计时器的使用】

1、打点计时器应固定好，纸带穿过限位孔，并沿限位孔的方向拉直，以减小阻力。

2、让纸带与运动物体相连。

3、先接通电源，再拉动纸带。

【实验记录的处理】

1、取较小的时间间隔，计算平均速度，用平均速度代替中间时刻的瞬时速度。

2、利用图像表示速度随时间的变化规律。

第

1 页

共

4 页

三、典例分析

【例1】如图所示，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．求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线．

解析:(1) 1点是0、2间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．0和6两个点的瞬时速度不便求出．

然后画出速度-时间图象．注意相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s．

即:v1=0.195m/s,v2=0.40m/s,v3=0.51m/s,v4=0.69m/s,v5=0.70m/s。

(2) 以O点为坐标原点建立直角坐标系．

横坐标：表示时间t 纵坐标：表示速度v

根据第(1)问计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到图象如图所示．

【例2】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么?

解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．

四、课堂练习

1、关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（ ）

A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以

2、图示为某次实验打出的纸带，电源的频率为50Hz，由图可知，A、B两点对应的时间间隔为__ _s，纸带运动在A到B的路程上的平均速度为_ __m/s。

A

20cm

B 3、如图1-4-8所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为 m/s，在A、D间的平均速度为

______m/s,B点的瞬时速第

2 页

共

4 页

度更接近于

______m/s. 4、运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（ ）（A）物体运动的时间 （B）物体在一些时刻的位置

（C）物体在不同时刻的速度 （D）物体在一些时间内的位移

5、把纸带的下端固定在重物上，让纸带穿过打点计时器，上端用手提着。接通 电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中一段如图所示。则图中纸带的 端与重物相连（填‘左’或‘右’）。

6、图是甲、乙两个物体运动的v—t图像。由图可知

⑴甲图的物体在做 ；

⑵乙图的物体的运动是 ，初速度为 。

⑶乙图的物体运动方向是否发生变化？

五、课后巩固

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或直接测量得到的物理量是（ ）

A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度

2、手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则手运动的平均速度为（ ）

（A）0.03m/s （B）1.5m/s （C）1.8m/s （D）180m/s 3、在研究小车从斜面滑下实验中，得到如图所示的纸带，纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示，每两个计数点间还有4个点未画出。根据图上数据，可判断小车做 运动，小车经过B点时的速度是_ _ cm/s，小车经过D点时的速度是_ cm/s。

O A 0 B C 20 D E 30 40 cm 10

4、甲和乙两个物体在同一直线上运动, 它们的v－t图像分别如图中的a和b所示. 在t1时刻( ) A. 它们的运动方向相同 B. 它们的运动方向相反

C. 甲的速度比乙的速度大 D. 乙的速度比甲的速度大

第

3 页

共

4 页

5、如图所示，根据打点计时器打出的纸带判断哪条纸带表示物体做匀速运动（

）

A

B

C

D

6、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。

7、用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如图所示．求小球的平均速度．（图中数据的单位为：cm）

8、如图所示是用纸带拖动小车用打点计时器测定速度打出的一条纸带．A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的记数点．相邻计数点间的时间间隔为0.1 s．试求：打点计时器打下B、C、D各点时小车的瞬时速度．

9、某学生在用打点计时器作测定匀变速直线运动的实验时，其开始时的装置图如图所示，其中有错误与不妥之处，请把它找出来．

第

4 页

共

4 页