1、學(xué)案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)定位1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造及工作原理.2.學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.3.掌握測(cè)瞬時(shí)速度的方法，會(huì)用打出的紙帶求瞬時(shí)速度.4.理解速度隨時(shí)間的變化圖象，并能根據(jù)圖象分析物體的運(yùn)動(dòng)【課前預(yù)習(xí)】一、了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1作用及分類打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用 電源的計(jì)時(shí)儀器，當(dāng)電源頻率為50 Hz時(shí)，它每隔 打一次點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶配合，可以記錄物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及在一段時(shí)間內(nèi)的 供高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的計(jì)時(shí)器有 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和 計(jì)時(shí)器兩種2電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(1)工作電壓： 以下的交流電源；(2)原理：接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，振片便振動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)其上的振針

2、上下振動(dòng)這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn)3電火花計(jì)時(shí)器(1)工作電壓： V交流電源；(2)原理：當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一行點(diǎn)跡4兩種計(jì)時(shí)器誤差比較計(jì)時(shí)器使用中對(duì)紙帶運(yùn)動(dòng)阻力極小，因而系統(tǒng)誤差較小二、根據(jù)紙帶計(jì)算平均速度根據(jù)v 可求出任意兩點(diǎn)間的平均速度，x是紙帶上兩點(diǎn)間的距離，t是這兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔三、粗略計(jì)算瞬時(shí)速度紙帶上某點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以粗略地由包含該點(diǎn)在內(nèi)的相距較近的兩點(diǎn)間的平均速度來(lái)表示平均速度的公式v ，當(dāng)t或x較小時(shí)，這個(gè) 速度代表紙帶經(jīng)過(guò)某點(diǎn)的 速度四、速度時(shí)間

3、圖象(vt圖象)速度時(shí)間圖象是用來(lái)描述 隨 變化關(guān)系的圖象，圖象上的點(diǎn)反映某一時(shí)刻的瞬時(shí)速度.一、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器【實(shí)驗(yàn)探究】1實(shí)驗(yàn)步驟(1)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌子上并穿好紙帶(2)把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱接到交流電源上(電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接6 V低壓交流電，電火花計(jì)時(shí)器接220 V交流電)(3)先接通電源開(kāi)關(guān)，再用手水平拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打下一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源(4)取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)，如果共有n個(gè)點(diǎn)，那么n個(gè)點(diǎn)的間隔數(shù)為n1個(gè)，則紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t(n1)0.02 s.(5)用刻度尺測(cè)量出從開(kāi)始計(jì)數(shù)的點(diǎn)到最后的點(diǎn)間的距離x.(6)利用公式v計(jì)算出紙帶在這段

4、時(shí)間內(nèi)的平均速度2注意事項(xiàng)(1)使用打點(diǎn)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)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶(2)打點(diǎn)前應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源(4)對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始測(cè)量點(diǎn)O之間的距離)讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位二、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度1實(shí)驗(yàn)原理取包含這一位置在內(nèi)的一小段位移x，根據(jù)v測(cè)出這一段位移內(nèi)的平均速度，用這個(gè)平均速度代表紙帶經(jīng)過(guò)該位置的瞬時(shí)速度一般地，取以這個(gè)點(diǎn)為中間時(shí)刻的一段位移來(lái)計(jì)算如圖1所示，E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可用D、F兩點(diǎn)間的平均速度

5、代表，即vE.圖12數(shù)據(jù)處理把紙帶上能看得清的某個(gè)點(diǎn)作為起始點(diǎn)O，以后的點(diǎn)分別標(biāo)上A、B、C、D、，如圖2所示，依次測(cè)出各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，依次算出OA、AB、BC、的距離x1、x2、x3、.圖2打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T，則A、B、C、D、各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為：vA、vB、vC、vD、.把數(shù)據(jù)填入下表，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷紙帶是否做勻速直線運(yùn)動(dòng).位置ABCDEFGv/(ms1)3.注意為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，計(jì)數(shù)點(diǎn)要間隔T0.1 s選一個(gè)，即每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，x、t應(yīng)取此計(jì)數(shù)點(diǎn)前、后兩個(gè)點(diǎn)之間的位移和時(shí)間，即v.三、用圖象表示速度問(wèn)題設(shè)計(jì)用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立平

6、面直角坐標(biāo)系根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到運(yùn)動(dòng)物體的vt圖象，圖3所示為某質(zhì)點(diǎn)的vt圖象請(qǐng)同學(xué)們觀察圖象并分析以下問(wèn)題圖3(1)vt圖象是不是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡？從vt圖象中可以知道哪些信息？(2)勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖象有什么特點(diǎn)？【點(diǎn)評(píng)提升】例1使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)注意()A無(wú)論使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器還是電火花計(jì)時(shí)器，都應(yīng)該把紙帶穿過(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫(xiě)紙壓在紙帶的上面B使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)應(yīng)先接通電源，再拉動(dòng)紙帶C使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器拉動(dòng)紙帶時(shí)，拉動(dòng)的方向應(yīng)與限位孔平行D打點(diǎn)計(jì)時(shí)器只能連續(xù)工作較短時(shí)間，打點(diǎn)之后要立即關(guān)閉電源例2當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在

7、紙帶上打出點(diǎn)跡，下列關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說(shuō)法中正確的是()A點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況例3如圖4所示是做“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的一條紙帶的一部分，從0點(diǎn)開(kāi)始依照打點(diǎn)的先后依次標(biāo)為0、1、2、3、4、5、6，現(xiàn)測(cè)得0、1間的距離x15.18 cm,1、2間的距離x24.40 cm,2、3間的距離x33.62 cm,3、4間的距離x42.78 cm,4、5間的距離x52.00 cm,5、6間的距離x61.22 cm(每0.02 s打一次點(diǎn))圖4(1)根據(jù)測(cè)量數(shù)

8、據(jù)，計(jì)算打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打1、2、3、4、5點(diǎn)時(shí)的速度并填在下表中.位置12345v/(ms1)(2)根據(jù)(1)中表格，在圖5中畫(huà)出小車的速度時(shí)間圖象，并說(shuō)明小車速度變化的特點(diǎn)圖5【課堂檢測(cè)】1.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(méi)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)際操作的合理順序，將各步驟的字母代號(hào)按順序?qū)懺诳瞻滋嶢在電磁打點(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_(選填“交流”或“直流”)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(guò)_，并壓在_下面C用刻度尺測(cè)量從計(jì)時(shí)開(kāi)始點(diǎn)到最后一個(gè)點(diǎn)間的距離x.D切斷電源，取下紙帶，如果共有n個(gè)清晰的點(diǎn)，則這段紙帶記錄的時(shí)間t_.E打開(kāi)電源開(kāi)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_2.