河南省安阳二中高一物理《13打点计时器测速度》学案

1、用打点计时器测速度 导学案 【学习目标】：1.了解两种打点计时器的工作原理；会使用打点计时器；2.理解用打点计时器测量平均速度和瞬时速度的原理；3.理解速度-时间图像的物理意义，会用速度-时间图像描述物体的运动；【重点难点】1.用打点计时器测量平均速度和瞬时速度；2.速度-时间图像的物理意义；【课堂导学】知识点1：两种打点计时器的结构原理一.电磁式打点计时器1.结构：电磁式打点计时器主要结构有：底座、永久磁铁、 、打点针等。2.原理：当线圈中通有方向不断变化的交流电流时，线圈产生的磁场会将震动片磁化，在永久磁铁的磁场力作用下，震动片会上下震动，这样打点针就会通过复写纸在纸带上打下一系列点。3.

2、打点的时间间隔（打点周期）：电磁式打点计时器每打两个点间隔的时间与电源的频率有关，当使用50Hz的交流电源时，每隔 s打一个点；4.工作电压： (交流、直流)46V。二.电火花式打点计时器1.结构原理：电火花式打点计时器与电磁式打点计时器打点原理基本相同。当接通交流电源时，放电针和纸盘轴之间会通过墨粉纸放电，就会在纸带上留下点迹。2.工作电压和打点周期：电火花式打点计时器使用交流 V电压。打点周期也和交流电的频率有关，当交流电的频率为50Hz时，也是每隔 s打一个点；知识点2：用打点计时器研究物体的运动1.原理：将纸带与物体连在一起并穿过打点计时器限位孔，当物体运动时，就会带动纸带一起运动，打

3、点计时器就会在纸带上打下一系列点，这些点就记录了在打点那一时刻物体的位置，相邻两点间的距离就表示在0.02s内物体的 大小；通过研究点迹分布的情况，就可以得到物体的运动情况；思考：当物体运动速度较快时，纸带上点迹的分布较 （稀疏、密集），运动较慢时，点迹分布较 （稀疏、密集）；如果点迹分布不均匀，说明物体做 （匀速、变速）运动，分布均匀说明物体做 （匀速、变速）运动；例题1：如图，是与小车连在一起的纸带上的点迹分布情况，根据纸带分析小车的运动情况：（1）若纸带运动方向向右，小车做什么运动？（2）若纸带运动方向向左，小车做什么运动？知识点3：用打点计时器测平均速度和瞬时速度一.测平均速度：1.原

4、理：当纸带跟运动物体连在一起时，打点计时器打在纸带上的点就相应地表示出物体在不同时刻的位置，线段上各点之间的间隔就表示出运动物体在不同时间内的位移，根据平均速度的定义式v可以计算出各段时间内的平均速度；例题2：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，求：在AB段和BC段内的平均速度大小？练习1：打点计时器打下相邻两点的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，测得第一个点和第N个点之间的距离为，则这段时间内物体的平均速度为 ；二.测瞬时速度思考：用上述方法，我们可以测量一段时间内的平均速度

5、，请同学们结合前面所讲的“利用极限思想”计算瞬时速度的方法，如何根据纸带计算打下B点时纸带的瞬时速度vB？1原理：要计算某时刻t的瞬时速度，我们可以在纸带上取一段包含该时刻t在内的一段时间,测出内物体的位移，当很小时，我们就可以用粗略表示该时刻的瞬时速度。例题3：某同学在练习使用打点计时器时，得到了如图所示的纸带，从O点开始，每隔0.1 s取一个测量点测得OA3.20 cm，AB3.90 cm，BC5.86 cm，CD7.58 cm，DE9.72 cm.纸带运动方向自左向右则（1）可判断纸带的运动是_（加速、减速）（2）AD段上的平均速度为_（3）B点和D点的瞬时速度分别为 ； ；练习2：如图

6、所示为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一个点，图中O为第一个点，A、B、C、D为每隔一个点选定的计数点。根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点时刻纸带的瞬时速度有多大？15.50cm23.25cm32.50cm43.25cmAOBCD知识点4：用图像表示速度例题4：如图为一次实验中得到的纸带，在纸带上按照打点的先后次序取了A、B、C、D、E、F、G几个点，并测出了各点间的距离，相邻两点间的时间间隔为0.1s，若取打下A点时对应的时刻为0时刻；根据以上数据，完成下表：2.85cm计数点序号ABCDEF计数点对应的时刻t(s)通过计数点的速度v(cm/s)

7、通过表中数据，分析小车的速度随时间如何变化？能否用图像的方法直观表示出小车速度的变化规律呢？1.速度时间图像：定义：描述速度v与时间t关系的图像。用横轴表示 ，纵轴表示 ，建立 坐标系。意义：非常直观地反映了 的情况，它并不是物体运动的轨迹。（2）匀速直线运动的vt图像v/(m/s)t/s02468510乙048t/sv/(m/s)va=4m/svb=8m/sab甲 匀速直线运动的vt图像是与时间轴平行的直线，如图甲所示，直线a、b分别表示va=4m/s，vb=8m/s。tOvab图A 从匀速直线运动的vt图像中不仅可以看出速度的 和 ，并且可以求出位移，根据位移公式 ，在vt图像中就对应着边

8、长分别为 和 的一个矩形面积，如图乙中 部分。（3）变速直线运动的vt图像如图A所示的vt图像中，a表示物体做 运动；b表示物体做 运动。01234t/sBA510v/(m/s)5例5例题5：A、B两物体做直线运动的vt图像如图所示，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 （选填“相同”或“相反”），A的速度 （选填“大于”“等于”或“小于”）B的速度，物体A在3s内的位移大小是 ，物体B在4s内的位移大小是 ；ABB05105123t/s练习3：如图所示，是A、B两质点运动的速度时间图像。下列说法中错误的是（ ）AA质点是以10m/s的速度做匀速运动BB质点是先以5m/s的速度与A同向运动1s，而后停了1s，最后以5m