2022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）

2022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(huà)出v-t圖象，通過(guò)圖象來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況?！具^(guò)程與方法】1、能分析、處理實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。2、掌握建立圖像的一般規(guī)律，了解用圖像研究物理問(wèn)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?！厩楦袘B(tài)度與價(jià)值觀(guān)】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?！窘虒W(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(huà)出v-t圖像，并通過(guò)圖像來(lái)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況。【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過(guò)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(xiàn)圈和永久磁鐵有作用下，振片便振動(dòng)起來(lái)，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(guò)復(fù)寫(xiě)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(kāi)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(pán)到紙盤(pán)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(xiàn)柱用導(dǎo)線(xiàn)與6 V的低壓交流電源的接線(xiàn)柱相連接，讓紙帶穿過(guò)兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)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t0.02×(n1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.5用刻度尺測(cè)量一下打下這些點(diǎn)紙帶通過(guò)的距離x，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(kāi)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T5×0.02 s0.1 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(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度自身會(huì)帶來(lái)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x來(lái)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(n1)個(gè)，它們的時(shí)間間隔為(n1)×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(pán)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(guò)限位孔，壓在復(fù)寫(xiě)紙下面知識(shí)點(diǎn)四、用圖像表示速度1、圖像特點(diǎn)：直觀(guān)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4V6V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(kāi)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。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(mén)=s打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，小車(chē)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） 0.10 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46V，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）由題意從O點(diǎn)開(kāi)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=5×0.02s=0.1s根據(jù)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上5點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大?。?