2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（教案）.doc

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2019-2020年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實(shí)驗(yàn) 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（教案） 【知識(shí)與技能】 1、掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及其使用方法。 2、掌握對(duì)紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。 3、能測(cè)定平均速度，畫出v-t圖象，通過圖象來分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。 【過程與方法】 1、能分析、處理實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。 2、掌握建立圖像的一般規(guī)律，了解用圖像研究物理問題的方法。 3、掌握在極短的時(shí)間內(nèi)物體的瞬時(shí)速度近似等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度這一近似方法。 【情感態(tài)度與價(jià)值觀】 1、注意培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和實(shí)驗(yàn)態(tài)度。 2、注意培養(yǎng)學(xué)生尊重原始測(cè)量數(shù)據(jù)這一實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 【教學(xué)重難點(diǎn)】 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法；對(duì)紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。測(cè)定瞬時(shí)速度，畫出v-t圖像，并通過圖像來分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。 【課時(shí)安排】1課時(shí) 【教學(xué)過程】 ※知識(shí)點(diǎn)一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 （1）原理 接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵有作用下，振片便振動(dòng)起來，帶動(dòng)其上的振針上下振動(dòng)，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘狭粝乱恍行↑c(diǎn) （2）構(gòu)造 （3）工作電壓：交流6V以下 ※知識(shí)點(diǎn)二、電火花計(jì)時(shí)器 （1）構(gòu)造： （2）原理： 當(dāng)接通電源、按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)動(dòng)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)的紙帶上打出一行點(diǎn)跡 （3）工作電壓：220V ★兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的比較 ★打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用 ※知識(shí)點(diǎn)三、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1、操作步驟 （1）固定計(jì)時(shí)器 （2）穿紙帶 （3）啟動(dòng)電源，拉紙帶，隨后立即關(guān)電源 2、紙帶的簡(jiǎn)單處理——測(cè)平均速度 （1）需測(cè)量的量：位移（兩點(diǎn)間的距離）、時(shí)間（兩個(gè)點(diǎn)之間的點(diǎn)跡的個(gè)數(shù)） （2）關(guān)系式： 3、測(cè)瞬時(shí)速度 ★實(shí)驗(yàn)步驟 1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上． 2．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與6 V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面． 3．接通電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(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)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)．如果共有n個(gè)點(diǎn)，則用Δt＝0.02(n－1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt. 5．用刻度尺測(cè)量一下打下這些點(diǎn)紙帶通過的距離Δx，利用公式＝計(jì)算紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表中． ★數(shù)據(jù)處理 1．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度 (1)選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶． (2)從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝50.02 s＝0.1 s．在紙帶上用O、A、B、C、D…標(biāo)出這些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示． 依次測(cè)出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4… (3)A、B、C、D…各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為： vA＝、vB＝、vC＝、vD＝… ★誤差分析 1．利用平均速度來代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度自身會(huì)帶來系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來求平均速度． 2．若采用分段測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x，會(huì)使測(cè)量誤差增大．減小此誤差的方法是一次測(cè)量完成，即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離． ★注意事項(xiàng) 1．如果在紙帶上數(shù)出了n個(gè)點(diǎn)，那么，它們的間隔數(shù)是(n－1)個(gè)，它們的時(shí)間間隔為(n－1)0.02 s. 2．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． 3．手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集． 4．使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面． ※知識(shí)點(diǎn)四、用圖像表示速度 1、圖像特點(diǎn)：直觀 2、常用作圖法 （1）描點(diǎn)作圖 （2）據(jù)函數(shù)關(guān)系式作圖 3、作圖步驟 （1）建系（2）描點(diǎn)（3）作圖 4、速度－時(shí)間圖像（v-t graph） 【典型例題】（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用（填“交流”或“直流”）電源的計(jì)時(shí)儀器，電磁式打電計(jì)時(shí)器的工作電壓為4V~6V．當(dāng)電源的頻率是50Hz時(shí)（我國(guó)工農(nóng)業(yè)和生活用的交流電的頻率都是50Hz），它每隔s打一個(gè)點(diǎn)，因此紙帶上的點(diǎn)就表示了與紙帶相連的物體在不同時(shí)刻的位置，研究紙帶上點(diǎn)之間的間隔，就可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況． （2）如圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，從O點(diǎn)開始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率是50Hz），依照打點(diǎn)的先后依次編為1、2、3、4、5、6，量得x1=2.21cm，x2=3.00cm，x3=3.81cm，x4=4.63cm，x5=5.45cm，x6=6.28cm。 ①該打點(diǎn)計(jì)時(shí)器依次打出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=s ②打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，小車的速度大小是v5=m/s。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】（1）交流，0.02；（2）① 0.10 ② 0.59 【解析】（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種計(jì)時(shí)儀器，其工作電壓是交流4～6V，在我國(guó)使用的頻率為50HZ的交流電中，每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，所以相鄰的兩個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是0.02s。 （2）①由題意從O點(diǎn)開始每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=50.02s=0.1s ②根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上5點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大?。?