高中物理人教版必修1第一章 第四节实验用打点计时器测速度学案

高一物理实验：用打点计时器测速度学案 一、学习目标 1、了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理， 并 学会使用打点计时器。 2、通过实例学会根据纸袋上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度。 3、通过实例学会用打点计时器测定瞬时速度。 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。利用电火花打点计时器做实验，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。 2、纸带穿过限位孔，并沿限位孔的方向拉直，以减小阻力。 3、让纸带与运动物体相连。 4、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，代替瞬时速度。 2、利用图像表示速度随时间的变化规律 三、课堂练习 1、用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，理应先 实行 的操作是： （ ） A、先拉动纸带 B、先合上开关 C、拉动纸带和合上开关同时实行 D、先实行哪个操作都能够 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—Z—nt/s。 ——H----------------------------------------------------------------------------------&-1 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，用亳米刻度尺测量情况如图所 示，纸带在 R、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甲图的物体在做匀速运动： （2）乙图的物体的运动是 先加速、中间匀速、灯 “ 最后减速，初速度为_0_» --------------- ⑶乙图的物体运动方向是否发生变化？ // \\ 四、课后巩固 J----------------- 7 ----------- J 1、电火花计时器工作时使用电流（“直 即 乙 流”或“交流”），工作电压为 V, 工作时的基本步骤是： ①当纸带穿过电火花计时器后，应即时关闭电火花计时器： ②将电源线插人 220V 交流电源插座： ③把纸带从墨粉纸盘下面穿过： ④接通开关，听到放电声，立即让运动物体拖动纸带运动。 上述步骤准确的顺序是__________ 。 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（ ） （A）手运动的平均速度为 0. 03nzs （B）手运动的平均速度为 1. 5m/s （C）手运动的平均速度为 1. 8m/s （D）手运动的平均速度为 180m/s 3、在研究小车从斜而滑下实验中，得到如图所示的纸带，纸带上的计数点用 0、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，可判断小车做加速运 动，小车经 过 B 点时的速度是任 cm/'s,小车经过 D 点时的速度是上”_加大。 4、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. ・ 1，4 ' 嫉军 方*计时 K 五、高考与创新 1、像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究 物 体运动情况的常用计时仪器，其结构如图 9 所 示，a、 6 分别是光电门的激光发射和接收装置， 当有物体从 a、6 间通过时，光电计时器就能够显 示物体的挡光 时间。 现利用图 10 所示装置测量滑块和长 1m 左右 的 木块间的动摩擦因数，图中.蛆.是水平桌面，。 是 木板与桌面的接触点，1 和 2 是固定在木板上适 当位 置的两个光电门，与之连接的两个光电计时 器设有 画出。此外在木板顶端的尸点还悬挂着一 个铅锤， 让滑块从木板的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的 计时器显示的挡光时间分别为 5.0x10% 和 ZOxlO-s。用游标卡尺测量小滑 块的宽度 d 卡尺数如图图 11 所示。 （1）读出滑块的宽度 d =cm。 （2）滑块通过光电门 1 的速度匕= m/s,滑块通过光电门 2 的速度匕= itt/so 5、 (1) 5.015 (2) 1.0 2.5 2、如图 5 甲所示，用包有白纸的质量为 1.00kg 的圆柱棒替代纸带和重物,植有颜料的毛笔固定在电动机 上并 随之转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，阿柱棒竖直自由下落，毛笔就在恻柱棒 面上的纸 上画出记号，如图 5 乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为 26.0mm、 42. 0mm. 58. 0mm. 74 0mm、90.0 皿、106. 0mm,已知电动机铭牌上标有'T440r/min”字样,由此验证机械 能守衡 c 根据 以上内容。回答下列问题（计算结果保留三位有效数字）： （1）毛笔画相邻两条线的时间间隔 s,图乙中的圆柱棒的 端是悬挂端（填左或右）。 （2）根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号，时，圆柱棒下落的速度匕: m/s：画下记号。时，圆柱 棒下落的速度所 K 解析?（1） T = — = s = 0.0411s n 1440 因为圆柱棒下降是做匀加速运动，所以速度持续增大，则悬挂点应在左端。 S： + 5.+1 (2) V =-——— ' 2T K 点评》本题考查学生对纸带处理一般的方法和对实际问题的处理水平，把打点计•时器和纸带变成电 机、 毛笔和长木板是本题的创新之处，由此可引导学生在实际生活中寻求更多的类似“打点 il•时器二 11 vc = (58.0 +42.0)x10-3 2x0.0417 mis = 1.20m/s (74.0 +58.0)x10-3 2x0.0417 m / s = 1.58/z2/5 cm 10 20