2018_2019学年高中物理第一章运动的描述课后提升训练四1.4实验：用打点计时器测速度新人教版必修1（样例5）

第一篇：2018_2019学年高中物理第一章运动的描述课后提升训练四1.4实验：用打点计时器测速度新人教版必修1

课后提升训练 四 实验:用打点计时器测速度

(25分钟 50分)1.(6分)(多选)(2017·曲靖高一检测)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,不通过计算可以直接得到的物理量是()A.相邻两点间的时间间隔 B.位移 C.瞬时速度 D.平均速度

【解析】选A、B。打点计时器是每隔0.02s打下一个点,所以数点就知道时间间隔,故A正确;位移可以利用刻度尺直接测量两点之间的距离得出,故B正确;瞬时速度大小需要通过求平均速度的方法求得,故C错误;平均速度的求解需要运用物理公式,故D错误。

2.(6分)(多选)以下是练习使用电磁打点计时器的部分实验步骤,其中正确的操作是()A.把打点计时器固定在桌子上,让纸带穿过限位孔,把复写纸片套在定位轴上,并压在纸带上面

B.把打点计时器的两个接线柱分别接上导线,与4～6 V低压交流电源相连 C.用手水平地拉动纸带,然后打开电源开关

D.取下纸带,用刻度尺测量最后一个点与计时起点的距离x0,用公式v=均速度

计算纸带运动的平【解析】选A、B、D。复写纸应在纸带上面,A正确;电磁打点计时器使用6 V以下的交流电,B正确;应该先接通电源,后拉动纸带,C错误;D项是测平均速度的一种常用方法。故正确答案为A、B、D。

3.(6分)(多选)在“使用打点计时器测速度”的实验中,除电源、纸带外,还需选用的仪器是()A.停表

B.刻度尺 C.速度计

D.打点计时器

【解析】选B、D。由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔,故不需要停表,再利用刻度尺测出两点间的位移就可进一步求出平均速度,故不需要速度计。

【补偿训练】

(多选)对以下实验、仪器描述正确的是()A.电磁打点计时器和电火花计时器都使用交流电源

B.测量研究小车瞬时速度的实验中,为防止开始时纸带上点迹过于密集,要先使小车运动,再给打点计时器通电

C.频闪照片中,某一段物体成像较密集,说明这一阶段运动相对较快

D.气垫导轨的优点:使滑块与导轨间有一薄薄的空气层,大大减小了滑块运动中所受的阻力 【解析】选A、D。打点计时器使用的都是交流电源,选项A正确;实验时,应该先接通电源后释放小车,选项B错误;点越密集,速度越慢,选项C错误;根据气垫导轨的特点,选项D正确。4.(6分)(2017·德宏高一检测)如图所示是某人在“用打点计时器测速度”实验中得到的纸带,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E点,共11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。

【解析】相邻计数点间的时间间隔相同,由纸带上相邻两点间的距离变化可知纸带先加速后匀速,从A点到E点的时间为t=10×0.02s=0.2 s,位移为x=(1.90+2.40+1.20+2.38)×10m=7.88×10m,平均速度为-2-

2==0.394m/s,BD段的平均速度为:vBD==0.6m/s。

-2答案:先加速后匀速 0.2 7.88×10 0.394 0.6 【补偿训练】

用接在50Hz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=30mm,3与4两点间距离x2=48mm,则小车在0与1两点间平均速度为______m/s,在3与4两点间平均速度为______m/s。【解析】0、1两点间的平均速度v1==m/s=0.3m/s,3、4两点间的平均速度v2==m/s=0.48m/s。

答案:0.3 0.48 5.(12分)如图所示是某同学用手水平地拉动纸带通过打点计时器后(电源频率为50Hz)得到的纸带,从A点通过计时器到D点通过计时器历时______s,位移为______m,这段时间内的平均速度为______m/s,BC段的平均速度为______m/s,F点的瞬时速度可以粗略地认为是______m/s,手做______(选填“匀速”或“变速”)运动。

【解析】从A到D共有5个时间间隔,tAD=5×0.02s=0.1 s,位移为x=1.20cm+ 1.60 cm+2.20 cm+1.40 cm+1.20 cm=7.60 cm=0.076 m,=== 0.76 m/s,===0.95 m/s,F点的瞬时速度可以粗略地认为等

=0.95m/s,由于相邻两点间的距离不相等,所以手做变速运于BC段的平均速度,即vF=动。

答案:0.1 0.076 0.76 0.95 0.95 变速

6.(14分)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,纸带上有七个计数点,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50Hz,相邻计数点之间的距离已标在图中,单位是厘米。

(1)计算0～6点之间的平均速度。

(2)打点计时器打4点时小车的瞬时速度接近多少? 【解题指南】注意计数点与计时点之间的区别,计时点是打点计时器实际一一打出的点,而计数点则是从计时点中按一定的标准选出来的点。【解析】(1)0～6点间的平均速度为: 3 ==×10m/s

-2≈0.676m/s。

(2)当打点计时器打4点时,小车的瞬时速度应当最接近于3～5点间的平均速度,则: v4==×10m/s≈0.834 m/s

-2答案:(1)0.676m/s(2)0.834 m/s 【补偿训练】

如图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点为第一个点,A、B、C、D为每隔两个间隔选定的计数点。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点时纸带的瞬时速度有多大?计算的依据是什么?你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗?为什么?

【解析】根据平均速度和瞬时速度的定义式求解。AD段的平均速度

==cm/s=231.25cm/s。

当时间间隔很短时,可以用平均速度代替瞬时速度,故B点的瞬时速度

vB==cm/s=212.50cm/s。

无法算出OD段的平均速度,因为不知道O、D间有多少个点,不知道OD段的时间间隔。答案:见解析

第二篇：1.4实验：用打点计时器测速度教案

1.4 实验：用打点计时器测速（两课时）

一、教学目标

1.了解电磁打点计时器，电火花计时器的基本构成，理解打点计时器的计时原理 2．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。

2.会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度，理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。

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。4.能运用实验数据描绘v-t图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。

二、教学重点与难点

重点:1.打点计时器的使用。2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。3.画物体的速度—时间图象。难点:1.对纸带数据的处理。2.画图象的方法。

三、教学方法：实验探究式教学方法

四、教学过程

第一课时，认识和练习使用打点计时器。

1.打点计时器的认识

先让学生阅读教材,然后老师提出问题,引导学生回答:

(1)电磁打点计时器使用的是直流电还是交流电?其工作电压为多少?(2)说出电磁打点计时器的构造?工作原理?如图1—4—1所示。(3)复写纸放在纸带上边还是下边?(4)我国交流电的频率为50Hz,使用这种电源时,每隔多长时间打一个点,即相邻两个点之间的时间间隔是多少?日本的交流电频率是60Hz,打点计时器还能用吗？能用，相邻两个点之间的时间间隔是多少?(5)打点计时器打出的纸带可以记录某段时间内的位移,能不能记录时间?(6)解释电火花计时器的工作原理?如图1—4—2所示,它与电磁打点计时器相比,哪一种误差小?原因是什么? 电磁打点计时器是一种使用低压交流的计时仪器，其结构如图所示。它的工作电压是4～6V。电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一个点。

电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出点迹的计时仪器，其结构如图所示。使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，并夹在两条纸带之间。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴产生火花放电。于是在运动的纸带上就打出一列点迹。当电源频率是50Hz时，它每隔O．02s打一次点。

如果把纸带跟运动的物体连接在一起，打点计时器便在纸带上打下一系列的点，这些点既记录了运动物体在不同时刻的位置，也记录了相应的时间。通过对纸带上点子之间距离的研究，可以了解物体运动的情况。注意事项：

①打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整一下振针距复写纸片的高度使之增大一点。

②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。

④使用电火花计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间，使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。

2.练习使用打点计时器

指导学生动手练习使用打点计时器，要让学生按步骤有序操作,并打出几根纸带。选择一条点迹清晰的纸带,如图1—4—3所示,引导学生回答下列问题:

图1—4—3(1)怎样从打出的纸带中获取数据?指导学生用列表格的形式把数据列出。(2)怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？

(用纸带上两个点之间的距离除以两个点之间的时间间隔,即根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。)(3)在打出的B、C两个点的时间间隔中,纸带运动的平均速度是多少?(4)如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？

(在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小)课堂练习

1、电磁打点计时器是一种使用_________(交流?直流?)电源的________仪器，它的工作电压是________伏特。当电源频率是50赫兹时，它每隔________s打一次点。

2、一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）

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 解析：A．接在直流电源上不会打点。A错。

B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。B错。C．频率不同打的点仍为圆点。故C错。

D．打点针压得过紧。针和纸接触时间长，打出一些短线。D正确。答案：D

3、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，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）

A．时间间隔 B．位移 C．加速度 D．平均速度

解析：从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。

用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。故B选项正确。从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。故C、D选项错误。答案：AB

4、电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为50 Hz时，振针每隔0.02 s在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于50 Hz时，数据计算仍然是按照每隔0.02 s打一个点来处理的．则测出的速度数值与物体的实际速度相比，是偏大还是偏小?为什么?

解析：当电源频率低于50 Hz时，实验中实际时间间隔大于0.02 s，数值计算时如按照实际时间间隔，得到实际速度，若实验时仍用0.02 s作为时间间隔来计算，实验数值比物体的实际速度偏大．

点评：有关实验误差的分析对学生来说是一个难点，突破方法是根据实验原理分析，同学们应该仔细体会，理解．

课堂小节：知道打点计时器的原理，学会使用打点计时器。

课后作业：预习P20-22用打点计时器测量瞬时速度、用图象表示速度两个专题，从自己打的纸带中选择一条点迹清晰的完成两专题的内容。课后反思：

第二课时：学会纸带数据数理和用图象表示速度。

3.用打点计时器测量瞬时速度

(1)在图1—4—3中求出B、C之间的平均速度,如果要求不很精确,能否用该平均速度表示B点右边一点的瞬时速度?(2)能否把该点的速度表示的更准确一点?(3)如果想每隔0.1s测一次速度,应怎么办?(4)把测量所选“测量点”在内的一段位移填入表格。(5)引导学生求出上述“测量点”附近的平均速度。

(6)引导学生把上述的平均速度作为对应点的瞬时速度填入表格。(7)引导学生分析表格中速度的变化情况。4.用图象表示速度

为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。

教师提出下列问题:

(1)图象上每一点的意义是什么?(表示该时刻物体的瞬时速度)(2)如要求这些点中间一个时刻的速度是多少,应怎么办?(把这些点连接起来,在连线上与该时刻对应的点的速度就是该时刻的瞬时速度)(3)把这些点连接起来,是什么形状?(是折线。因速度的实际变化是比较平滑的,故要用平滑的曲线把它们连接起来)

5、知识扩展

（1）用频闪照摄影没速度 【例1】用同一底片对着小球运动的路径每隔0.1 s拍一次照，得到的照片如图1－4－4所示．求小球的平均速度．

图1－4－4

解析：根据题意，小球从1 cm到6 cm位置，位移s＝5 cm，所用时间t＝0.3 s，平均速度v＝s／t＝0.17 m／s．

点评：本题初看是一新情景的题，经分析可看出本题的做法与利用打点计时器打出的纸带进行数据处理的方法一致．题目不难，学生能很快求出平均速度．所以培养学生的迁移能力是非常重要的．

（2）借助传感器用计算机测速度P22做一做 【例2】

（3）气垫导轨和数字计时器P23科学漫步。【例3】

？【例4】如图1－4－5所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、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．求出各计数点的瞬时速度并画出速度一时间图线．

解析:(1)1点是0、2间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出．0和6两个点的瞬时速度不便求出．然后画出速度一时间图线．注意相邻计数点间的时间间隔T=0。1S即:v1=0.195m/s,v2=0.40m/s,v3=0.51m/s,v4=0.69m/s,v5=0.70m/s。

(2)以O点为坐标原点建立直角坐标系．

横坐标：表示时间 纵坐标：表示速度

根据第一问计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到图象如图1－4－6所示．

图1－4－5

图1－4－6 课堂小结： 课后作业：

1、思考P24“说一说”栏目中提出的问题，2、完成P26“问题与练习”中的问题。“问题与练习”（P26）参考答案

1、电磁打点计时器误差较大。

因为电磁打点时振针与复写纸对纸带的摩擦力较大，而电火花相对阻力较小，另外，电磁打点时容易出现振针压的过紧、过松、复写纸不好用都不易把点打清晰，所以电火花计时器误差较小。

2、解：（1）纸带左端与重物相连。

（2）取离A点最近的两个点，求其两点间的平均速度就可代替A点的瞬时速度。

因为在A的附近取的点越近，用平均速度代替A点的速度就越精确，而离A最近的只能是BC两点，所以如此。

3、对甲：物体开始有初速度，方向为正，在运动过程中是大小不变，方向也不变化的，所以甲是匀速直线运动，速度的大小方向都不变，运动方向也不变。

对乙：物体开始初速度为0，向正向运动，到达一定值后大小方向不变，一段时间后速度开始变小，方向不变，直到减为零，而运动方向不变。速度大小变化，方向没变。

4、两相邻点距离与纸带速度有关，速度越大距离越大。两相邻点的时间都是1s，纸带快慢不影响。

课后反思：

阅读材料：打点计时器原理及使用

教材上用的是J0203型打点计时器，其工作原理可用右图说明．当线圈中通入的交流电为正半周时，设电流方向如图甲，则线圈中被磁化的钢制簧片左端为N极，永磁体的磁场就使簧片向下运动，振针就在纸带上打出一个点；当交流电为负半周时，电流方向如图乙，簧片左端变为s极，永磁体的磁场就使簧片向上运动．如此反复作用，簧片就振动起来．制造时使簧片的固有频率为50赫，等于交流电的频率，这样簧片就发生共振，振动频率也是50赫，即周期为O．02秒，并且有较大的振幅。于是振针就每隔O．02秒向纸带上打出一个清晰的点。

打点计时器在使用前应进行检验，打点周期的等时性不好的要进行调整，具体方法请参阅后面的参考资料。振针的高度应适当，并且不要松动，否则会出现漏点、双点、等时性不良等缺点，并对纸带产生过大的摩擦阻力。纸带在使用前要整平(可用熨斗熨)，以免造成打点间隔变化或点子不

清晰．每打完一条纸带，要将圆形复写纸片的位置调整一下，以充分利用它的不同部位，保证打点清晰。打点器是按间歇工作设计的，每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏．在纸带上测量长度时：不要用短尺一段一段她测量后相加．以免误差积累。打出的纸带要贴在实验报告中，作为原始记录。资料袋：

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1／20000 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。

第三篇：物理①必修1.4《实验：用打点计时器测速度》教案

1.4 实验：用打点计时器测速度

【教学目标】

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，并学会安装和使用打点计时器。

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。4.通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量物理量的方法。

5.通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。

【教学重点】 1.打点计时器的使用。

2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。3.画物体的速度—时间图象。

【教学难点 】

1.对纸带数据的处理。2.画图象的方法。【课时安排】 1课时 【教学过程】

一、导入新课

测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?

请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器.思考1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置? 2.在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响? 学生讨论: 师总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手

打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪? 学生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了.二、新课教学

师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.（一）电磁打点计时器

布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为6V以下.当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动，振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么? 师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!（二）电火花打点计时器

布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.电火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么? 学生讨论: 师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸

带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.思考2: 打点计时器能记录哪些信息? 学生:时间(时间间隔)和位移

（三）练习使用打点计时器

学生自主阅读教材中的实验步骤提示:教师指导学生练习使用打点计时器并引导学生思考下列问题: 问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带? 师总结:将复写纸套在复写纸定位钉上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节? 师总结: 1.可能是复写纸该换新的了

2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置

3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置

4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止 5.可能是选择的电压太低,可适当调高电压。

问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源? 师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差

问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处? 师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏 问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定? 师总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s 问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 师总结:测出两个点的距离x,数出两个点之间有n段时间间隔,则t0.02n.在用公式

vxt即可计算出平均速度

（四）用打点计时器测量瞬时速度

思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.如图:要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D—F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点切比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.（五）用图象表示速度

在得到的数据中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢? 学生讨论: 师总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据所得数据中各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象(v---t图象),简称速度图象.学生实际操作: 思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢? 学生讨论: 师总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.六、板书设计：

第四节

用打点计时器测速度

１．电磁打点计时器

靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点 ２．电火花打点计时器

靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点 D

E F

G

3．测量瞬时速度

用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度 4．速度—时间图象

以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象

七、布置作业：

1．阅读本节课文，掌握打点计时器的使用 2．完成课后练习１题

课堂练习

1．运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明

（）A.运动物体在一段时间内的位移 B.运动物体在一段时间内的运动快慢 C.运动物体在某时刻的位置 D.运动物体的运动性质

2．通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是

（）A.点子密集的地方物体的运动速度比较大 B.点子密集的地方物体的运动速度比较小 C.点子不均匀说明物体在做变速运动 D.点子不均匀说明打点计时器有故障

3．在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时

（）A.应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B.必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C.必须通过计算全程的平均速度来计算

D.可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断

参考答案

1．ABCD

2．BC

3．D

第四篇：《实验：用打点计时器测速度》教案设计

实验：用打点计时器测速度

【教学目标】：(一)知识目标：

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测量瞬时速度。

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

(二)能力目标：

1．通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力． 2．通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来．培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法．

3．通过画速度一时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用．

4．体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑．(三)德育目标：

1、经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。

2、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。【教学重点】：

1、打点计时器的使用。

2、由纸带计算物体运动的瞬时速度。

3、画物体的速度—时间图象。【教学难点】：

1、对纸带数据的处理。

2、画图象的方法。

【教学方法】：探究、讲授、讨论

【教学用具】：多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸

【教学过程】：

（一）引入

测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的．我们现在只研究直线运动的速度的测量问题．今天,我们来学习测量速度的一种方法

(二)新课教学：

1、打点计时器的认识(展示实物)提出问题:

1、打点计时器分为几种,结构上有什么不同?

2、他们在工作要求上,有什么不同? 3 他们是怎么工作的? 学生活动:看课本,观察实验仪器,四个人一组进行讨论.提问学生并总结: 1电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V～6 V．当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点．当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中．由于振动片的磁极随着电流方向的改变面不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化局期一致，即为0.02s．位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。

2电火花计时器：它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。

学生思考:

1、电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么? 答案:工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为0．02s.这个值正好是电源频率的倒数。

2、从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小? 答案：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些．

2、练习使用打点计时器

提出问题：

1、使用打点计时器，应该按照怎么样的步骤？

2、纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据? 学生活动:看课本 ,四个人一组进行讨论.提问并总结：

1、使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种，一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带．学生实验时可采用这一方法．另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜色较重．墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用．用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大．不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源．

2、两点之间的时间为0.02秒，n个点之间的时间为0．02*（n-1）

3、用打点计时器测量瞬时速度

提出问题: 根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度? 学生活动: 讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。

提问总结: 为了测量打点计时器在打出某个点时纸带运动的瞬时速度，可以测量包括该点在内的两点间的平均速度，用来代替瞬时速度。这两点离该点越近，平均速度越接近该点的瞬时速度。然而，两点距离过小则测量误差增大，须根据实际情况选取这两个点。胜一筹

4、用图象表示速度

提出问题:1那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢? 2 对描出的点应该怎么样进行处理才能得到我们所要的图像? 学生活动:四个人一起看书进行讨论.提问并总结:.在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度．将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(v—t图象)，简称速度图象．

学生思考: 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化，你估计是怎样变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是10．57s，按照你的估计画出他在这段时间的v—t图象的草图.百米赛跑时运动员的速度是有变化的，运动员从静止开始，速度很快增大，冲刺阶段的速度达到最大。没有受过训练的同学跑百米，他在起始阶段速度增大的过程要长些，最大速度也比不过运动员，到终点时速度还可能有下降趋势，v

－t图象的形状是不同的。(三)巩固练习当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹。下列关于纸带上点迹的说法中正确的是（）

A.点迹记录了物体运动的时间

B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移 C.纸带上点迹的分布情况反映了物体的质量和形状 D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况

解析 打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s）打下一个点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布情况反映了物体的运动情况，而不能反映物体的质量和形状。正确选项为A、B、D。通过打点计时器得到的一条打点纸带上，如果点子的分布不均匀，那么是点子密集的地方纸带运动速度比较大，还是点子稀疏的地方纸带运动速度比较大？为什么？

解析 打点计时器打点的时间间隔△t保持不变，点子稀疏的地方△x大，从而纸带的运动速度比较大。某次打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得距离AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF=62.5mm。通过计算说明在打A、F点的时间间隔内，纸带是否做匀速直线运动。如果是，则求速度；如果不是，则求平均速度。已知打点时间间隔为0.02s。

解析

AB=11.0mm, BC=AC－AB=15.5mm, CD=AD－AC=13.5mm, DE=AE－AD=8.1mm, EF=AF－AE=14.4mm, 各段距离不等，说明在打A、F点的时间间隔内，AF62.5103纸带不是做匀速直线运动。vm/s=0.625m/s。t0.0254 如图1－23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点为第一个点，A、B、C、D为每隔两点选定的计数点。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？计算的依据是什么？你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？

解析 AD段的平均速度 vADAD43.2515.50cm/s=231.25cm/s。tAD0.0223图1－23 当时间间隔很短时，可以用平均速度代替瞬时速度，故B点的瞬时速度

vBAC32.5015.50cm/s=212.50cm/s。tAC0.0222无法算出OD段的平均速度，因为不知道O、D间有多少个点，因而不知道OD段的时间间隔。使用打点计时器时，如果发现纸带上打出的点不清晰，那么可能是什么原因？如何采取措施？

解析 点迹不清的原因及应采取的措施主要有：

（1）复写纸使用过久，可调整复写纸位置，或更换复写纸；（2）电源电压过低，导致打点太轻，可适当提高电源电压；（3）振针位置偏高，同样会导致打点太轻，可适当调低振针。图1－24是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所表示的运动的速度大?各是多大？

解析 直线②比较陡，其斜率大，故直线②所表示的运动的速度大。以v1、v2分别表示直线①、直线②所表示的运动的速度，则v1x26m/s=2m/s。t23(四)小结：略

(五)作业：课本第2,3,4题(六)板书设计：

§1.4 实验：用打点计时器测速度

x16m/s=1m/s, t16v21．电磁打点计时器：靠电磁感应带动探针振动通过复写纸打点 2．电火花计时器：靠产生电火花放电蒸发墨粉打点 3．计时器的使用：注童使用方法和领悟注童事项

4．测量瞬时速度：用包含某点在内的一段时间内的平均建度粗略表示该点的瞬时速度

5．速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象．

第五篇：(新课标)2015年高中物理 1.4实验：用打点计时器测速度教案 新人教版必修1

第四节 实验:用打点计时器测速度

教学目标：

（一）知识与技能

1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移)2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 3.明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的 速度---时间图象

（二）过程与方法

1.通过学生自己看打点计时器的说明书,培养学生独立学习的能力 2.通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信

息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量一些不能直接测量的物理量的方法

3.通过画速度---时间图象培养学生用图象法处理数据的能力,体验数学工 具在物理发展中的作用

4.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑

5.经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动

（三）情感态度价值观

1.感受打点计时器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导 作用,增强将物理知识应用于实际生活的意识

2.经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛与喜悦,并乐于探索自然界的奥秘 3.体验用图象方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识 4.培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯 教学重点：

1.学会使用打点计时器

2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度

3.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 教学难点：处理纸带的方法,用描点法画图象的能力 教学方法：实验、讲授

教学用具：打点计时器, 学生电源, 导线, 纸带, 刻度尺, 小车细线及钩码, 坐标纸 教学过程：

（一）新课导入

测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢? 课堂活动：

请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器.思考：

1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置? 2.在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响? 学生讨论: 师总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪? 生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了.（二）新课教学

师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.1、电磁打点计时器

布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为10V以下.当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么? 师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而 使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点!

2、电火花打点计时器

布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法.师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么? 学生讨论: 师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.思考2: 打点计时器能记录哪些信息? 生:时间(时间间隔)和位移

3、练习使用打点计时器

学生自主阅读教材中的实验步骤提示:教师指导学生练习使用打点计时器并引导学生思考下列问题: 问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带? 师总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节? 师总结: 1.可能是复写纸该换新的了

2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置

3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置 4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止 5.可能是选择的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V 问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源? 师总结: 打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差 问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处? 师总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏 问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定? 师总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s 问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度? 师总结:测出两个点的距离 ,数出两个点之间有n段时间间隔,则.在用公式V=x／0.02×n 即可计算出平均速度

4、用打点计时器测量瞬时速度

思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.如图:要计算C点的瞬时速度可以用B---C的平均速度来替代,也可以用C—D的平均速度来替代,还可以用E—F的平均速度来替代.这三种方法中E—F包含C点且比较靠近C点,所以用E—F的平均速度来替代C点的瞬时速度是最精确的!

5、用图象表示速度

根据实验数据我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢? 学生讨论: 师总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据实验数据将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象(v---t图象),简称速度图象.E

F 学生实际操作: 思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢? 学生讨论: 师总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.小结：

作业：课本第26---27页“问题与练习” 补充练习

1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明()A 运动物体在一段时间内的位移 B 运动物体在一段时间内的运动快慢 C 运动物体在某时刻的位置 D 运动物体的运动性质

2.通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是()A 点子密集的地方物体的运动速度比较大 B 点子密集的地方物体的运动速度比较小 C 点子不均匀说明物体在做变速运动 D 点子不均匀说明打点计时器有故障

3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时()A 应通过测量纸带表示的运动的全程来判断 B 必须通过计算任意两点间的平均速度来判断 C 必须通过计算全程的平均速度来计算

D可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断 参考答案

1.ABCD 2.BC 3.D