高一物理《第4节 实验：用打点计时器测速度》学案

山西省永济市涑北中学高一物理《第4节 实验：用打点计时器测速

度》学案

班级___________ 簇号__________ 学习要求

1.知道电磁打点（电火花）计时器的结构及名称. 2.知道电磁打点（电火花）计时器的作用，说出所使用的电源电压及打点计时器打相邻两个点的时间间隔. 3.掌握电磁打点（电火花）计时器的使用方法. 基本要求 4.能设计“用打点计时器测速度”的实验记录表. 5.会根据纸带上点迹的疏密程度判断速度的大小，计算物体运动的平均速度. 6.理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这个思想方法计算瞬时速度. 7.能运用实验数据描绘v－t图象，并根据画出的图象说明物体运动的快慢. 发展要求 会合理选取计算瞬时速度时的时间间隔. 1.不要求了解电磁打点（电火花）计时器内部结构和技术细节. 说明 2.不要求理解借助传感器用计算机测速度的原理. 3.不要求理解气垫导轨和数字计时器研究运动的原理. 自主学习

知识梳理 1.打点计时器 （1）电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定_________内发生__________的仪器，它使用____________电源，由学生电源供电，工作自主探究 1.打点计时器工作电源能用直流电吗？ 姓名________________ 学号______________

电压在___________以下.当电源的频率是50 Hz时，它每隔__________ 打一个点.使用打点计时器时，纸带应穿过_________，复写纸应套在_________，并要放在纸带的____________面；应把_________电源用导线接在__________上；打点时应先__________，再让纸带运动. （2）电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，也使用________电源，工作电压为____________，不过它利用____________在纸带上打出 点迹，纸带运动时受到的阻力____________，实验误差也____________. （3）图1－4－1为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件代号.它们的名称分别是：①___________，②____________，③___________，④___________，⑤___________，⑥____________，

2.电火花计时器和电磁打点计时器工作条件有何不同？ - 1 -

⑦____________，⑧____________. 3.在利用打点计时器打出的纸带求某点的瞬时速度时，时间间隔大一点好还 图1－4－1 是时间间隔小一点好？ 2.用打点计时器测量瞬时速度 在纸带上选取两个相近的点，测出位移Δx和时间Δt，则__________是纸带在这段时间上的平均速度，时间越短，平均速度越接近于某一点的瞬时速度.因此当时间较短时，其平均速度可以表示_______. 3.用图象表示速度 物体的运动可以用图象描述.以____________为纵轴，__________为横轴建立直角坐标系，来描述____________的变化规律. 例题剖析

应用点一：理解打点计时器的原理

例1：电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源的频率为50 Hz时，振针每隔_______s打一个点.现在用打点计时器测定物体的速度，当电源频率低于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数值__________.

拓展练习1－1：当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕.下列关于纸带上点痕的说法中，哪些是正确的（ ）

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.点痕在纸带上的分布情况，反映了物体的质量和形状 D.纸带上点痕的分布情况，反映了物体的运动情况 应用点二：纸带分析、测量和计算

例2：打点计时器所用电源的频率为50 Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量情况如图1－4－7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.

图1－4－7

误区警示：求某点瞬时速度时，我们应取此点两侧靠近此点的两点间的平均速度，但这两点并不是靠的越近越好.因为两点距离太小，距离上测量的相对误差将会变大.

拓展练习2－1：一打点计时器所用电源频率是50 Hz，如图1－4－8所示，纸带上的A点先通过计时器，A、B间历时____________s，位移为___________m，这段时间内纸带运动的

- 2 -

平均速度是__________m/s，BC段平均速度是___________m/s，AD段平均速度是___________m/s.

应用点三：速度时间图象（v－t）

图1－4－8

例3：A、B两物体做直线运动的v－t图象如图1－4－9所示，则A的运动速度大小为_________m/s，B的运动速度大小为_________m/s.A和B的速度方向__________，（填“相同”或“相反”）A的速度______B的速度.（填“大于”“等于”或“小于”），物体A在3 s内的位移是________方向_________，物体B在4 s内的位移是_________m，方向____________.

图1－4－9 图1－4－10

点评：学会从图象中获取信息，速度－时间图象表示速度随时间的变化规律.

拓展练习3－1：物体沿直线运动的v－t图象如图1－4－10所示，根据图象分析5 s内物体的运动情况. 【自学问题记录】

[课堂练习]

1.电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们不用公式计算可以从纸带上直接得到的物理量是（ ）

A.时间间隔

B.位移

C.瞬时速度

D.平均速度

2.用打点计时器研究纸带的运动规律时，在拉动纸带和合上电源开关两个操作中，应当先进行的操作是（ ） A.先拉动纸带 以

3.如图1－4－13所示，是同一打点计时器打出的4条纸带，其中平均速度最大的是（ ）

B.先合上开关 C.拉动纸带和合上开关同时进行 D.先进行哪个操作都可

13

图1－4－

4.一同学在使用打点计时器时，纸带上打出的点不是圆点而是一些短线，这可能的原因

- 3 -

是

A.接在直流电源上

B.电源电压不稳 C.电源频率不稳

D.打点针压得过紧

5.针对第5题出现的问题，应如何调节（ ） A.降低电源的频率

B.提高电源的电压

C.降低电源的电压

D.缩短振针的长度

6.用接在50 Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如图1－4－16所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0、1、2、3、4……量得0与1两点间距离x1=30 mm，3与4两点间的距离x2= 48 mm，则：

（1）小车在0与1两点间平均速度为多少？（2）小车在3与4两点间平均速度为多少？

图1－4－16

7.如图1－4－17所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们在纸带上所选的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1 s，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度.

图1－4－17

【课后作业】1、认真阅读课本；2、完成课堂练习；3、完成课后作业 【学习后记】

- 4 -

印6份 第一章运动的描述

第4节 实验：用打点计时器测速度

例1：解析：本题考查电磁打点计时器的使用及其测量原理.当交流电的频率为50 Hz时，打点计时器每隔0.02 s打一个点，当交流电的频率低于50 Hz时，打点计时器打一次点的时间间隔t将大于0.02 s，即t时间内的位移我们用0.02 s的位移计算（v?的速度将比真实值偏大.

例2：解析：由题意知，相邻两点间的时间间隔为0.02 s.

x），因此测出tAC间的距离为1.40 cm=0.014 0 m， AD间的距离为2.50 cm=0.025 0 m.

?x得， ?t0.014vAC= m/s=0.35 m/s，

2?0.020.0250vAD= m/s≈0.42 m/s.

3?0.02由公式v=

B点的瞬时速度更接近于0.35 m/s.

例3：解析：由图象可知：A和B都做匀速直线运动，A的速度大小为10 m/s，B的速度大小为5 m/s，A沿规定的正方向运动，B的运动方向跟规定的正方向相反，所以A、B速度方向相反.速度的正、负只表示方向不表示大小，所以A的速度大于B的速度.A的位移等于图中A的图线下方与t轴围成图形的面积x1=v1t=30 m，因为在t轴上方故位移方向与规定正方向相同.B的位移等于图线与t轴围成的面积x2=v2t=20 m，因为在t轴的下方，故位移方向与规定的正方向相反.

拓展练习1－1：ABD拓展练习2－1：0.04 2.80×10 0.70 1.10 0.76

演练广场

1.AB 2.B 3.A 5.D 5.CD 6.答案：（1）0.30 m/s （2）0.48 m/s 7.答案：0.26 m/s 0.30 m/s 0.34 m/s

－2

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/pezp.html