河南安阳二中高一物理13打点计时器测速学案.doc

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.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,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OA=3.20 cm,AB=3.90 cm,BC=5.86 cm,CD=7.58 cm,DE=9.72 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 15.50cm 23.25cm 32.50cm 43.25cm A O B C D 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 A B C D E F 计数点对应的时刻ts 通过计数点的速度vcm/s 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 ①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。

②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/s 0 2 4 6 8 5 10 乙 0 4 8 t/s v/m/s va4m/s vb8m/s a b 甲 ①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va4m/s,vb8m/s。

t O v a b 图A ②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。

0 1 2 3 4 t/s B A 5 10 v/m/s 5 例5 例题5A、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 ;

A B B 0 5 10 5 1 2 3 t/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( ) A.A质点是以10m/s的速度做匀速运动 B.B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/s的速度向相反方向做匀速运动C.B质点在3s内的位移是10m D.B质点在3s内的路程是10m 0 12 8 4 4 2 4 6 8 10 v/m/s t/s 练习4如图所示为某物体运动的vt图像,若规定向右为速度的正方向,试说明该物体的运动情况(做什么运动,向哪个方向运动)。

- 5 - 用心 爱心 专心