高一人教版物理必修一同步學(xué)案第1章《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》

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111 第01講： 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度 輔導(dǎo)科目 物理 年級(jí) 新高一 授課教師 班型 授課時(shí)間 備課時(shí)間 教 學(xué) 目 標(biāo) 1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息(時(shí)間、位移); 2．會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時(shí)速度; 3．明確速度一時(shí)間圖象的物理意義，描點(diǎn)法畫圖象的方法，并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度一時(shí)間 圖象，能從圖象中獲取有用的信息． 重、 難 考 點(diǎn) 1． 學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器; 2． 能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度; 3．會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度一時(shí)間圖象，并從中獲取物理信息; 4. 處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫圖象的能力． 教學(xué)內(nèi)容 一、 兩種計(jì)時(shí)器的原理與區(qū)別： 電火花計(jì)時(shí)器 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 二、實(shí)驗(yàn)原理 1．兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器當(dāng)接通50 Hz的交流電時(shí)，都是每隔0.02 s打一次點(diǎn)． 2．當(dāng)紙帶跟運(yùn)動(dòng)物體連在一起時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出物體在不同時(shí)刻的位置，線 段上各點(diǎn)之間的間隔就表示出運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移，根據(jù)平均速度的定義式v＝，當(dāng)Δt很短 時(shí)，可以認(rèn)為等于t時(shí)刻的瞬時(shí)速度． 三、實(shí)驗(yàn)步驟 l 數(shù)據(jù)處理 例1 、關(guān)于打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，下列敘述中正確的是(　　) A．點(diǎn)跡均勻，說明紙帶做勻速運(yùn)動(dòng) B．點(diǎn)跡變稀，說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng) C．點(diǎn)跡變密，說明紙帶做加速運(yùn)動(dòng) D．相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔相等 例2 、是一位同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，紙帶旁邊是一把最小刻度 為1 mm的直尺，試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體： (1)在AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度； (2)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度． 例3 如圖1－4－9所示為某物體的v－t圖象，試說明該物體的運(yùn)動(dòng)情況． 1.通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條紙帶上的點(diǎn)跡不均勻，下列判斷正確的是(　　) A．點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動(dòng)的速度較大 B．點(diǎn)跡密集的地方物體運(yùn)動(dòng)的速度較小 C．點(diǎn)跡不均勻說明物體做變速運(yùn)動(dòng) D．點(diǎn)跡不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時(shí)器有故障 2．在下列四個(gè)圖象中，表示勻速直線運(yùn)動(dòng)的是(　　) 3．根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶，我們可以不利用公式計(jì)算就能直接得到的物理量是(　　) A．時(shí)間間隔 B．位移 C．速率 D．平均速度 4．接通電源與釋放紙帶讓紙帶(隨物體)開始運(yùn)動(dòng)，這兩項(xiàng)操作的時(shí)間順序是(　　) A．先接通電源，后釋放紙帶 B．先釋放紙帶，后接通電源 C．釋放紙帶的同時(shí)接通電源 D．先接通電源或先釋放紙帶都可以 5．下列說法中正確的是(　　) A．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理基本一樣 B．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電壓一樣 C．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器外接的交流電頻率是一樣的 D．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是0.02 s 6． 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的電源是50 Hz的交流電，其相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，這紙帶上記 錄的時(shí)間為t，則下列各式正確的是(　　) A．T＝0.02 s，t＝NT B．T＝0.05 s，t＝(N－1)T C．T＝0.02 s，t＝(N－1)T D．T＝0.05 s，t＝NT 7． 某同學(xué)在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，得到了如圖1－4－10所示的紙帶，從O點(diǎn)開始，每隔0.1 s取一個(gè)測量點(diǎn)． 測得OA＝3.20 cm，AB＝3.90 cm，BC＝5.86 cm，CD＝7.58 cm，DE＝9.72 cm. 則可判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)是________． D段上的平均速度為________． C→D段上的平均速度為________． 8．練習(xí)使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)步驟如下： A．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在帶有定滑輪的長木板上，把復(fù)寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，讓連接小車的紙帶穿過限位孔， 并壓在復(fù)寫紙下面 B．把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在10 V以下的直流電源上 C．拉動(dòng)紙帶后，再接通電源 D．取下紙帶，以紙帶上起始點(diǎn)為O，依次在每個(gè)點(diǎn)上標(biāo)出1、2、3、…，用刻度尺分別量出兩點(diǎn)間的距離， 比較是否相等，判斷是什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng) 9. 一同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶分析小車的運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，從幾條紙帶中選出了一條不很完整的紙帶，如圖 所示．紙帶上有六個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，所用交流電的頻率為50 Hz，相鄰計(jì)數(shù) 點(diǎn)之間的距離已標(biāo)在圖中，單位是厘米． (1)計(jì)算0～6點(diǎn)之間的平均速度； (2)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打第4個(gè)點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度接近多少？ 10.汽車沿平直公路行駛，小明坐在駕駛員旁邊注視速度計(jì)，并記下間隔相等的各時(shí)刻的速度值，如下表所示： t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 v/(kmh－1) 20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0 根據(jù)小明的記錄內(nèi)容，試完成下列問題： (1)從表中數(shù)據(jù)得到汽車在各段時(shí)間內(nèi)的特點(diǎn)：在0～15 s內(nèi)，汽車的速度在變化，時(shí)間每經(jīng)過5 s速度增大 ________km/h；在15～30 s內(nèi)汽車速度不變，速度大小為________km/h；在30～45 s內(nèi)汽車速度在變化， 每5 s速度減小______km/h. (2)請(qǐng)根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，畫出對(duì)應(yīng)的v－t圖象． (3)如果認(rèn)為在0～15 s內(nèi)速度變化是均勻的，你能在圖象中找出汽車在7.5 s時(shí)的速度值嗎？ 1. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶(　　) A．能準(zhǔn)確地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 B．只能粗略地求出某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 C．能準(zhǔn)確地求出某段時(shí)間內(nèi)的平均速度 D．可以任意地利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度代表某點(diǎn)的瞬時(shí)速度 2．當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)痕，下列關(guān)于紙帶上的點(diǎn)痕的說法正確的是(　　) A．點(diǎn)痕記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B．點(diǎn)痕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．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的質(zhì)量和形狀 D．點(diǎn)在紙帶上的分布情況，反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況 3．一物體做直線運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示，則該物體(　　) A．先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，速度方向相同 B．先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，速度方向相反 C．先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)，速度方向相同 D．先做減速運(yùn)動(dòng)，后做加速運(yùn)動(dòng)，速度方向相反 4．某物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如圖所示，下列說法中正確的是(　　) A．物體在第1 s末運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化 B．第2 s內(nèi)、第3 s內(nèi)的速度方向是相同的 C．物體在第2 s內(nèi)返回出發(fā)點(diǎn)，向反方向運(yùn)動(dòng) D．在這7 s內(nèi)物體的位置始終不會(huì)為負(fù)值 5．如圖所示為甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的v－t圖象，對(duì)于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(　　) A．質(zhì)點(diǎn)甲向所選定的正方向運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)乙與甲的運(yùn)動(dòng)方向相反 B．質(zhì)點(diǎn)甲、乙的速度相同 C．在相同的時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)甲、乙的位移相同 D．質(zhì)點(diǎn)甲、乙之間的距離一定越來越大 6．在圖所示的v－t圖中，A、B兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從同一點(diǎn)在一條直線上開始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)律用A、B兩圖線表示，下 述敘述正確的是(　　) A．t＝1 s時(shí)，B質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變 B．t＝2 s時(shí)，A、B兩質(zhì)點(diǎn)間距離一定等于2 m C．A、B同時(shí)從靜止出發(fā)，朝相反的方向運(yùn)動(dòng) D．在t＝4 s時(shí)，A、B相遇 7．使用電火花計(jì)時(shí)器來分析物體運(yùn)動(dòng)情況的實(shí)驗(yàn)中，有如下基本步驟： A．把電火花計(jì)時(shí)器固定在桌子上 B．安裝好紙帶 C．松開紙帶讓物體帶著紙帶運(yùn)動(dòng) D．接通220 V交流電源 E．按下脈沖輸出開關(guān)，進(jìn)行打點(diǎn) 這些步驟正確的排列順序?yàn)開_______． 8． 在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)以記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況．在這一 實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)操作以下實(shí)驗(yàn)步驟，其中錯(cuò)誤或遺漏的步驟有： (1)________________________________； (2)________________________________． A．拉住紙帶，將小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，放開紙帶，再接通電源． B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，并接好電路． C．把一條繩拴在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下面吊著適當(dāng)重的鉤碼． D．取下紙帶． E．將紙帶固定在小車尾部，并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔． 將以上步驟完善后按合理的順序填寫在下面橫線上． ________________________________________________________________________ 9． 用氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時(shí)器能夠更精確地測量物體的瞬時(shí)速度．如圖1－4－7所示，滑塊在牽引力的作用下先 后通過兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字毫秒計(jì)記錄了遮光條通過第一個(gè)光電門的時(shí)間為Δt1＝0.29 s，通過第二個(gè)光 電門的時(shí)間為Δt2＝0.11 s，已知遮光條的寬度為3.0 cm，試分別求出滑塊通過第一個(gè)光電門和第二個(gè)光電門時(shí) 的速度大?。? 10． 如圖所示，甲、乙兩圖象分別是某個(gè)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的x－t圖象和v－t圖象，試說明在兩圖象中的OA、AB、BC、 CD、DE各個(gè)階段表示質(zhì)點(diǎn)分別做什么運(yùn)動(dòng)？ 1. 在節(jié)假日期間，你可能到公園或游樂場玩過蹦床，如圖1－4－2所示，是一名同學(xué)某次從蹦床跳起后的v－t 圖象，已知t2＝2t1，結(jié)合你的體會(huì)和經(jīng)歷，分析下列問題： (1)他的速度大小是如何變化的？ (2)哪段時(shí)間是上升的，哪段時(shí)間是下降的？ (3)從圖象中可以看出，是選上升過程的速度方向?yàn)檎较?，還是選下降過程的速度方向?yàn)檎较颍? (4)他在t2時(shí)刻回到蹦床上了嗎？ 111