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1、2022年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實驗 用打點計時器測速度（教案）
【知識與技能】
1、掌握打點計時器的原理及其使用方法。
2、掌握對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進行處理的能力。
3、能測定平均速度，畫出v-t圖象，通過圖象來分析物體的運動情況。
【過程與方法】
1、能分析、處理實驗過程中出現(xiàn)的問題。
2、掌握建立圖像的一般規(guī)律，了解用圖像研究物理問題的方法。
3、掌握在極短的時間內(nèi)物體的瞬時速度近似等于這段時間內(nèi)的平均速度這一近似方法。
【情感態(tài)度與價值觀】
1、注意培養(yǎng)學生養(yǎng)成良好的實驗習慣和實驗態(tài)度。
2、注意培養(yǎng)學生尊重原始測量數(shù)據(jù)這一實事
2、求是的科學態(tài)度。
【教學重難點】
打點計時器的使用方法；對紙帶上記錄的原始數(shù)據(jù)進行處理。測定瞬時速度，畫出v-t圖像，并通過圖像來分析物體的運動情況。
【課時安排】1課時
【教學過程】
※知識點一、電磁打點計時器
（1）原理
接通交流電源后，在線圈和永久磁鐵有作用下，振片便振動起來，帶動其上的振針上下振動，這時，如果紙帶運動，振針就通過復寫紙在紙帶上留下一行小點
（2）構造
（3）工作電壓：交流6V以下
※知識點二、電火花計時器
（1）構造：
（2）原理：
當接通電源、按下脈沖輸出開關時，計時器發(fā)動的脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤到紙盤軸，產(chǎn)生火花放電
3、，于是在運動的紙帶上打出一行點跡
（3）工作電壓：220V
★兩種打點計時器的比較
★打點計時器的作用
※知識點三、練習使用打點計時器
1、操作步驟
（1）固定計時器
（2）穿紙帶
（3）啟動電源，拉紙帶，隨后立即關電源
2、紙帶的簡單處理——測平均速度
（1）需測量的量：位移（兩點間的距離）、時間（兩個點之間的點跡的個數(shù)）
（2）關系式：
3、測瞬時速度
★實驗步驟
1．了解打點計時器的結構，然后把它固定在桌子上．
2．把電磁打點計時器的兩個接線柱用導線與6 V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過兩個限位孔，壓在復寫紙的下面．
3．接通電源，用
4、手水平地拉動紙帶，紙帶上就打出一行小點，隨后立即關閉電源．
4．取下紙帶，從能看得清的某個點數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點．如果共有n個點，則用Δt＝0.02×(n－1)s計算出紙帶的運動時間Δt.
5．用刻度尺測量一下打下這些點紙帶通過的距離Δx，利用公式＝計算紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度．把測量和計算的結果填入表中．
★數(shù)據(jù)處理
1．用打點計時器測量瞬時速度
(1)選取一條點跡清晰便于分析的紙帶．
(2)從能夠看清的某個點開始，每隔四個點取一個計數(shù)點，每兩個計數(shù)點間的時間間隔T＝5×0.02 s＝0.1 s．在紙帶上用O、A、B、C、D…標出這些“計數(shù)點”，如圖所示．
5、依次測出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4…
(3)A、B、C、D…各點的瞬時速度分別為：
vA＝、vB＝、vC＝、vD＝…
★誤差分析
1．利用平均速度來代替計數(shù)點的瞬時速度自身會帶來系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應取以計數(shù)點為中心的較小位移Δx來求平均速度．
2．若采用分段測量計數(shù)點間的位移x，會使測量誤差增大．減小此誤差的方法是一次測量完成，即一次測出各計數(shù)點到起始計數(shù)點O的距離，再分別計算出各計數(shù)點間的距離．
★注意事項
1．如果在紙帶上數(shù)出了n個點，那么，它們的間隔數(shù)是(n－1)個，它們的時間間隔為(n－1)×0.02 s.
2．使用打點計時器打點時，應
6、先接通電源，待打點計時器打點穩(wěn)定后，再拉動紙帶．
3．手拉動紙帶時速度應快一些，以防點跡太密集．
4．使用電火花計時器時，應注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點計時器時，應讓紙帶穿過限位孔，壓在復寫紙下面．
※知識點四、用圖像表示速度
1、圖像特點：直觀
2、常用作圖法
（1）描點作圖
（2）據(jù)函數(shù)關系式作圖
3、作圖步驟
（1）建系（2）描點（3）作圖
4、速度－時間圖像（v-t graph）
【典型例題】（1）打點計時器是一種使用（填“交流”或“直流”）電源的計時儀器，電磁式打電計時器的工作電壓為4V~6V．當電源的頻率是50Hz時（我國工農(nóng)
7、業(yè)和生活用的交流電的頻率都是50Hz），它每隔s打一個點，因此紙帶上的點就表示了與紙帶相連的物體在不同時刻的位置，研究紙帶上點之間的間隔，就可以了解物體運動的情況．
（2）如圖是實驗中得到的一條紙帶，從O點開始每5個點取一個計數(shù)點（打點計時器的電源頻率是50Hz），依照打點的先后依次編為1、2、3、4、5、6，量得x1=2.21cm，x2=3.00cm，x3=3.81cm，x4=4.63cm，x5=5.45cm，x6=6.28cm。
①該打點計時器依次打出各計數(shù)點的時間間隔為T=s
②打點計時器打計數(shù)點5時，小車的速度大小是v5=m/s。（結果保留兩位有效數(shù)字）
【答案】（1）交流，0.02；（2）① 0.10 ② 0.59
【解析】（1）電磁打點計時器是一種計時儀器，其工作電壓是交流4～6V，在我國使用的頻率為50HZ的交流電中，每隔0.02s打一個點，所以相鄰的兩個計時點間的時間間隔是0.02s。
（2）①由題意從O點開始每5個點取一個計數(shù)點，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=5×0.02s=0.1s
②根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上5點時小車的瞬時速度大?。?
2022年人教版高中物理必修1 第1章第4節(jié) 1-4 實驗 用打點計時器測速度（教案）
