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1、1.4 实验：用打点计时器测速度学习目标 ：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，并学会安装并使用打点计时器；2. 学会根据纸带上的点分析速度的变化情况，并学会测定平均速度和测量瞬时速度；3. 明确速度时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出实验中的速度时间图象。重点 :学会使用打点计时器，根据纸带计算物体的瞬时速度；难点 :会用描点法描绘物体的速度时间图象, 并从中获取物理信息。预习案完成学案。根据学习目标，明确学习方向。先通读教材，弄清打点计时器的原理和使用方法，掌握求瞬时速度的方法，再回答导学案预习中涉及的问题。独立完成，限时20 分钟。必须看
2、哦 (_) 一【知识准备】1. 通过阅读课本，你认为打点计时器是能直接测哪个物理量的仪器?据你了解，实验室中还有哪些测量该物理量的仪器？ 2. 阅读课本P98，什么是系统误差和偶然误差？如何减小偶然误差？ 3. 平均速度的概念是什么？怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？4. 回忆初中学过的平面直角坐标系，坐标系中某点的坐标表示什么含义? 二【问题串串串】.电磁打点计时器1阅读教材P19，掌握电磁打点计时器的构造。它的打点、计时原理是什么? .电火花计时器 2 电火花计时器的构造跟电磁打点计时器有何异同?它的打点原理是怎样的？.练习使用打点计时器3在练习使用打点计时器的步骤“3”中，操作顺序
3、是怎样的？如何计算纸带上两点（计时点）之间的时间间隔？4如果匀速拉动纸带，纸带上的点迹有何特点？纸带上点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？ 用打点计时器测量瞬时速度5. 如何求纸带上打某点的瞬时速度? 你对课本上的这种处理方法是怎样理解的？ 用图像表示速度6. 许多变化过程可以用图象来表示，如气温的变化、股票的涨跌等，用这种形式表示变化过程有什么优点？预习自测1电磁打点计时器的打点周期取决于（）A交流电压的高低 B交流电的频率C永久磁铁的磁性强弱 D振针与复写纸间的距离2关于误差，下列说法正确的是（）A仔细测量可以避免误差 B误差是实验中产生的错误C采用精密仪器，改进实验方法，可以消除误
4、差D实验中产生的误差是不可避免的，但可以设法尽量减小误差3根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到的物理量是（）A时间间隔 B 位移 C平均速度 D瞬时速度4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 个点的距离为18cm，则（）A手运动的平均速度为003m/s B手运动的平均速度为15m/s C手运动的平均速度为18m/s D手运动的平均速度为180m/s 探究案合作探究、提升能力释放激情、定格精彩（讨论、展示、点评、点拨时记好笔记，完善自己的答案并求明白为什么）（自主思考，写出要点；合作讨论，完善要点；点评点拨
5、，总结规范方法）一、质疑解疑、合作探究质疑解疑、合作探究探究点一：电磁打点计时器和电火花计时器问题 1： 哪种打点计时器更能减小纸带受到的阻力? 为什么 ? 以后的学习中我们还会用到由此减小实验系统误差的问题。探究点二：练习使用打点计时器( 重点 ) 问题 2： 为什么要先 “启动电源” ， 然后“用手水平拉动纸带” ， 打点完成后 “立即关闭电源” ？可不可以先拉动纸带再打开打点计时器的电源? 问题 3：手拉动纸带时速度应快一些还是慢一些？为什么？问题 4：电磁打点计时器的振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些原因? 针对训练1.对纸带上的点迹说法正确的是？（）A点迹记录了物体运动的时间。 B
6、点迹在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况。C点迹在纸带上的分布情况，反映了物体的体积和大小。D点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移2. 打出的点迹不够清晰的原因可能是？（）A电源电压偏低 B 永磁体磁性不足 C 振针位置过高D复写纸陈旧 E振动片不在永磁体的中央探究点三：用打点计时器测量瞬时速度( 重点 ) 问题 5：某次实验得到纸带如下图所示，看看纸带上的点迹，能不能猜测一下纸带所代表的手的运动是一个什么运动？你猜测的理由是什么？问题 6：看课本P21 图 1.4-5 ，在纸带处理中，用D、F 两点间的平均速度“粗略地”代表这两点之间E点的瞬时速度。 那么，用 D、 G两点求
7、E点的瞬时速度可以吗？哪一个更准确？由此你能得出什么结论？针对训练3 下图是某同学用打点计时器（电源频率为50Hz） 研究某物体运动规律时得到的一段纸带，从 A点通过计时器到B点通过计时器历时 s，位移为 m，这段时间内纸带运动的平均速度为 m/s，BC段的平均速度为 m/s，C点的瞬时速度是 m/s。4如图是一位同学利用电磁打点计时器打出的一条纸带，相邻点的时间间隔为0.02 s，纸带旁边是一把最小刻度为1 mm的直尺，试计算拖着纸带做直线运动的物体：(1) 在 AC这段时间内的平均速度；(2) 在 B点的瞬时速度探究点四：用图像表示速度问题 7：一个完整的坐标系中，应该含有哪些要素?（这个
8、问题一定要重视）问题 8：以速度为纵轴，以时间为横轴，在坐标系中描点、“拟合”坐标系中的点时，应该注意哪些问题? 针对训练5如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，O 、 1、2、3、4、5、6 是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0 的距离如图所示。(1) 求出 1、2、3、4、5 等计数点的瞬时速度。(2) 画出速度一时间图线。当堂检测有效训练、反馈矫正1. 利用打点计时器打出的纸带（）A能准确地求出某点的瞬时速度 B只能粗略地求出某点的瞬时速度C能准确地求出某段时间内的平均速度D可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度2在使用打点计时器时（）A每打
9、完一列点子就要切断电源 B不要移动圆形复写纸片的位置C纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面D侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，提高纸带的利用率3在使用打点计时器时（）A.应先接通电源，再使纸带运动 B 应先使用纸带运动，再接通电源C在使纸带运动的同时接通电源 D 先使纸带运动或先接通电源都可以4下面是四位同学在测定匀速运动的小车的速度时分别打出的四条纸带，纸带上的点迹比较理想的是（）预习总结 -学始于疑，我的疑问我思考，我收获！（用心思考，大胆质疑，老师的备课需要你的帮助） （具体要求：动脑思考，找出课涉及的疑问和模糊点）（2 分钟，快速完成）我的疑惑点小组疑惑点总结巩
10、固、深化提高感悟收获构建本节课知识体系，突出知识的内在联系。2. 我的收获。 3. 仍不明白的问题及时问老师。（在总结中思考）训练案即时检测全力以赴 （限时检测）一、基础巩固题把简单的事做好就叫不简单！1当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列关于纸带上的点痕说法中正确的是（）A点痕记录了物体运动的时间B点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移C点痕越密集，说明物体运动越快D相邻点痕间的间距越大，说明物体运动的越慢2打出的是短线而不是点是什么原因？（）A振针距离复写纸的太近 B 振针距离复写纸的距离太短C电源频率太大 D电源频率太小3下列说法中正确的是( ) A电磁打点
11、计时器和电火花计时器的计时原理基本一样B电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电压一样C电磁打点计时器和电火花计时器外接的交流电频率是一样的D电磁打点计时器和电火花计时器打点的时间间隔都是0.02 s 4打点计时器所用的电源是50 Hz 的交流电，其相邻点的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上记录的时间为t ，则下列各式正确的是( ) AT0.02 s ，t NT BT0.05 s ，t (N1)T CT0.02 s ，t (N1)T D T0.05 s ，t NT 二、综合应用题挑战高手，我能行! 5练习使用电磁打点计时器的实验步骤如下：A把打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，把复
12、写纸套在定位轴上，让连接小车的纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面B把打点计时器接在10 V 以下的直流电源上C拉动纸带后，再接通电源D取下纸带，以纸带上起始点为O ，依次在每个点上标出1、2、3、，用刻度尺分别量出两点间的距离，比较是否相等，判断是什么性质的运动。请纠正以上步骤中错误之处6用气垫导轨和数字计时器能够更精确地测量物体的瞬时速度如图所示，滑块在牵引力的作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了遮光条通过第一个光电门的时间为 t10.29 s ，通过第二个光电门的时间为t20.11 s ，已知遮光条的宽度为3.0 cm ，试分别求出滑块通过第一个光电门和第二个光电门时的速度大小7
13、 汽车沿平直公路行驶，小明坐在驾驶员旁边注视速度计，并记下间隔相等的各时刻的速度值，如下表所示：t/s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 v/(km h1) 20 30 40 50 50 50 50 35 20 5 0 请根据小明的记录内容，完成下列问题：(1) 从表中数据得到汽车在各段时间内的特点：在015 s 内，汽车的速度在变化，时间每经过 5 s 速度增大 _km/h；在 15 30 s 内汽车速度不变，速度大小为_km/h；在 3045 s 内汽车速度在变化，每5 s 速度减小 _km/h. (2) 请根据表格中的数据，画出对应的vt 图象(3) 如果认为
14、在015 s 内速度变化是均匀的，你能在图象中找出汽车在 7.5 s时的速度值吗？8 一同学利用打点计时器打出的纸带分析小车的运动速度时，从几条纸带中选出了一条不很完整的纸带，如图所示纸带上有六个计数点，相邻两计数点之间还有四个点没有画出，所用交流电的频率为50 Hz，相邻计数点之间的距离已标在图中，单位是厘米(1) 计算 06 点之间的平均速度；(2) 打点计时器打第4 个点时小车的瞬时速度接近多少？拓展探究上例中若电源频率低于50 Hz 时，如果仍按50 Hz 的时间间隔打一个点计算，则测出的速度数值将比物体的真实值是偏大还是偏小？三、拓展探究题战胜自我，成就自我! 9. 如图所示为甲、乙
15、两质点的vt 图象，对于甲、乙两质点的运动，下列说法中正确的是( ) A质点甲向所选定的正方向运动，质点乙与甲的运动方向相反B质点甲、乙的速度相同C在相同的时间内，质点甲、乙的位移相同D质点甲、乙之间的距离一定越来越大10. 某物体的运动规律如图所示，下列说法中正确的是( ) A物体在第1 s 末运动方向发生变化B第 2 s 内、第 3 s 内的速度方向是相同的C物体在第2 s 内返回出发点，向反方向运动D在这 7 s 内物体的位置始终不会为负值11. 在节假日期间，你可能到公园或游乐场玩过蹦床，如图142 所示，是一名同学某次从蹦床跳起后的vt 图象，已知t22t1，结合你的体会和经历，分析
16、下列问题：(1) 他的速度大小是如何变化的？(2) 哪段时间是上升的，哪段时间是下降的？(3) 从图象中可以看出，是选上升过程的速度方向为正方向，还是选下降过程的速度方向为正方向？(4) 他在 t2时刻回到蹦床上了吗？12. 如图 148 所示，甲、乙两图象分别是某个运动质点的xt 图象和 vt 图象，试说明在两图象中的OA 、 AB 、BC 、CD 、DE各个阶段表示质点分别做什么运动？补充利用现代科技测速度的方法1借助传感器用计算机测速度详见课本2借助数字计时器和气垫导轨测速度详见课本这样测得的速度也不是瞬时速度，应是遮光条在遮光这段时间内滑块的平均速度3利用频闪照相分析计算物体的运动研究
17、物体的运动规律，除用打点计时器外，还可以用频闪照相，在暗室里放上照相机，让快门一直打开，旁边用频闪灯照相，因为频闪灯每隔相同时间瞬间闪光一次，在照相底片上就留下物体的一系列像，研究物体在不同闪光时刻成的像，就能了解物体的运动规律因为频闪照相能记录物体在不同时刻的位置，所以也和打点计时器一样能分析研究物体的运动规律 . 【拓展阅读】高速摄影与频闪摄影人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。普通闪光灯持续发光时间可达到120000 s ，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量
18、级。后来人们开始使用激光光源以达到在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。高速摄影有广泛的用途。例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的那位。又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进行研究。高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识。闪光
19、频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一张底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。频闪摄影的关键器材是电子频闪灯。当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。高频电子频闪灯的闪光频率（每秒钟的闪光次数）可达上百次。用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以避免频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果。如果主体距离背景比较近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂。相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多。