高中物理1.4实验用打点计时器测速度导学案新人教版必修1(2)

青海师范大学附属第二中学高中物理 1.4 实验用打点计时器测速度导

学案（无答案）新人教版必修1

【学习目标】

一、实验目的

1.了解两种打点计时器的结构和工作原理。

2.会安装并使用打点计时器。

3.理解根据纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度。

4.明确速度—时间图象的意义，掌握用描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间

图象。

二、实验原理

瞬时速度的测定：跟运动物体连在一起的纸

带上打出的点记录了物体在不同时刻的

位置，如图，若测E点的瞬时速度，可测

出D、F两个计数点间的位移Δx和时间

Δt，E点的瞬时速度就可用 D、F间的平均速度v= 来表示。

【自主学习】

1.电火花计时器的特点？

2.电磁打点计时器特点？

实验探究

1.在本节课的实验中：

(1)使用打点计时器是先接通电源还是先拉纸带？

(2)手拉纸带速度应快一些还是慢一些？

(3)测量各计数点间的位移时，应一次测量出各计数点到起始计数点的距离，还是分段测量各段

距离？

2.利用平均速度来代替计数点的瞬时速度会带来系统误差，为减小此误差应采用什么方法？

实验过程

1.实验步骤(使用电磁打点计时器)

(1)把电磁打点计时器固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把复写纸套在定位轴上,并压在纸带上面。

(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到6V 的低压交流电源上。

(3)接通电源开关,用手水平拉动纸带,使它在水平方向上运动,纸带上就打下一系列点。 (4)取下纸带，把纸带上能看得清的某个点作为起始点O ，以后每隔相等时间取一个计数点，分别标上A 、B 、C 、D …如图所示，依次测出O 到A 、A 到B 、B 到C ……之间的距离x1、x2、x3…

2.数据处理 (1)打点计时器打

点的周期为T ，则A 、B 、C 、D …各点的瞬时速度分别为： 把数据填入表中，根据数据判断纸带是否做匀速运动

(2)利用v-t 图象分析物体的运动 .

练习：利用纸带上的数据求平均速度、瞬时速度

【典例1】打点计时器每隔0.02 s 打一次点,某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A 、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 。

A B C D v ______v ____v ____v ____====?

、、、

课后作业检测（四） 【课堂反馈】

1．电火花打点计时器使用交流 V 电源工作，它是利用

在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器．工作电源频率是50Hz ，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60Hz ，仍按50Hz 的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 （填“偏大”或“偏小”）．

2．使用电磁打点计时器时，纸带应穿过 ，复写纸片应套在 上，并要放在纸带的 面；打点时应 接通电源， 释放纸带．

3．某次实验用打点计时器交流电的频率为50Hz ，纸带的记录如图1－3所示,图中O 点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊,因此从A 点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速？在打出A 、F 这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是多大？ B 点的瞬时速度为多大？

【课后巩固】

1．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 ．物体在不同时刻的位置

C ．物体在不同时刻的速度

D ．物体在不同时间内的位移

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0.03m/s

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．如图1－4所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的右端后通过打点计时器．从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是 ．若所用电源频率为50Hz ，从打下A 点到打下D 点，共13点，历时 s ，位移为 m ，这段时间内纸带运动的平均速度是 m/s ．BD 段的平均速度是 m/s ．

图1－

3

图1－4

4．某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图1－5所示的纸带，纸带上的计数点用O、A、

B、C、D、E表示．根据图上数据，可判断小车做什么运动？小车经过B点时的速度是

_______cm/s，小车经过D点时的速度是_______cm/s(相邻计数点间的时间间隔为0.1s)

图1－5

5．图1－6是某同学用打点计时器研究某物体运动规律时得到的一条纸带．根据图中的数据，计算物体在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判断物体运动的性质．

图1－6

【能力训练】

6．如图1－7所示为某次实验中打出的一条实际大小的纸带，图中O为纸带运动的起始点，A为所选取的第一个计数点，O点到A点之间有部分点不清晰，用毫米刻度尺测量后可算出哪些物理量？你能做出哪些判断？

图1－7

7．使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？

（1）错接在直流电源上，影响是

（2）电源频率不稳，影响是

（3）打点针压得太紧，影响是

（4）电源电压不稳，影响是

（5）振针过长，影响是

8．美国著名短跑运动员卡尔·刘易斯曾以9.86s跑完100m．在这次赛跑中，从起跑点算起每10m 所用时间分别是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s，最后20m用了1.74s．从这组数据可以算出，他跑完100m的平均速度是______m/s，平均速度最小的是第______个10m，平均速度最大的是第________个10m．大致描绘他跑100m的v-t图象．

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