练习使用打点计时器测速度和加速度

秦岭中学新课程高中物理导学案

班级 姓名 小组 上课时间： 年 月 日
课 题§2.0 练习使用打点计时器测速度和加速度（用2课时）
学前
预习
目标
提示学习
目标1、了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法。知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz，则每隔0．02s打一个点。、会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，掌握一些处理数据的基本方法。[高考资源网]
2、通过小组探究实验，体验实验中科学操作方法的重要性，认识理性思维在实验分析中的重要性。
3、经历实验过程,体验科学实验过程的艰辛，享受成功的喜悦。
重点本节课重点是学会使用打点计时器，会简单处理纸带上的数据并计算物体运动的平均速度。
难点本节难点是根据纸带数据求某点的瞬时速度和该匀变速直线运动的加速度
教法小组自主探究实验为主，教师讲解为辅
学法学生自主学习，小组实验探究；老师归纳总结。
学生自主学习的补充材料
课本
补充知识
预习1、打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况.
2、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。

3、电火花计时器是利用火花放电时在纸带上打出小孔而显示出点迹的计时仪器，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

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课本
补充知识
预习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。
4、实验注意事项：
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。
小组
课堂
探究
学习【实验探究任务】
①把电磁打点计时器固定在铁架台上面，对照使用说明书，了解其构造
②) 用手拉住正确穿过打点计时器的纸带上端，纸带下端连接重物，然后在接通6V以下交流电源后,释放纸带，在纸带上就打出一行小点，立即关闭电源。
③取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点，如果数出n个点, 点之间的间隔数为（n-1）个，用Δt = 0.02(n-1) s, 计算出纸带从第一个点到第n点的运动时间。
④用刻度尺测量出从第一个点到第n个点的距离Δχ。利用公式Δυ=Δχ/Δt计算出纸带在这段时间内的平均速度，把测量和计算的结果填入表1中。
表1： 纸带在某段时间内的平均速度
点子数n点子间隔数n-1运动时间Δt
/s位移Δχ
/m平均速度υ
/ ( m?s )

⑤在纸带上找出连续的六个点，分别标上记号A、B、C、D、E、F, 用刻度尺量出相邻的两点间的距离Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5，把数据填入表2，根据这些数据，判断纸带的这段运动是匀速运动还是变速运动，是加速运动还是减速运动，该运动能看作是匀加速运动吗？并写明理由。 表2：纸带的运动情况
A 和B的距离 Δχ1/mB和C的距离 Δχ2/mC和D的距离 Δχ3/ mD和E的距离 Δχ4/ mE和F的距离 Δχ5/ m

判断结果和理由：相邻间距不断增加，且增加值几乎相等，说明可看作匀加速运动。
⑥在纸带上选取能看清的一段，将某个能看清的点标为0，以后每隔4个点标一个计数点，从0开始测量每相邻计数点间的位移分别记为s1、s2、s3、…sn，并记录在表3中，如果纸带运动是匀加速运动，且电源频率是50Hz。则运用vn=(sn+sn+1)/2T算出纸带对应计数点1、2、3、4、的瞬时速度υn填入表3中。再用描图法或逐差法(T为相邻两计数点间的时间间隔)计算出该纸带运动的加速度大约是 9.6 m/s2。（逐差法 ）

小组
课堂
探究
学习表3： 纸带在对应计数点间的位移和对应计数点的速度速度
位置012345
Sn / m
Δt / s
υ/ ( m/s)

课

后

针

对

练

习
1.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是(CD)
A．打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为50Hz；
B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面；
C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源；
D．为减小摩擦，每次测量应先将纸带理顺。
2．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直接记录了（ A D ）
A．物体运动的时间； B．物体在不同时刻的位置；
C．物体在不同时刻的速度； D．物体在不同时间内的位移。
3．手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个点的第1点到第6点的距离为18cm，则（ C ）
A．手运动的平均速度为0.03m/s B．手运动的平均速度为1.5m/s
C．手运动的平均速度为1.8m/s D．手运动的平均速度为180m/s
4．在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是( B )
A．交流电源的电压不稳定 B．交流电源的频率不稳定
C．永久磁铁的磁性太弱 D．振片的固有频率与交流电源的频率有偏差
5．根据打点计时器打好的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是（ABCD ）
A．时刻 B．时间 C位置 D．位移 E．平均速度
6．某同学用电磁打点计时器做实验时，在纸带上留下的不是圆点，而是一列短线，这可能是因为 ( C )
A．打点计时器错接在直流电源上； B．电源频率不稳定；
C．打点的振针压得过紧； D．打点的振针压得过松。
7．本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有 ( A )
A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒。
B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是0.08秒。
C．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08秒。
D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒。
8．使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？
（1）错接在直流电源上，影响是 不能打点
（2）电源频率不稳，影响是 打点间隔时间会变化，有时不等于0.02秒
（3）打点针压得太紧，影响是 针与纸带接触时间过长，使“点”变成为“线”
（4）电源电压不稳，影响是 不影响打点的时间间隔，影响打点的清晰程度
（5）振针过长，影响是 对纸带的影响和振针压得太紧相似，是间断的直线。

课

后

针

对

练

习9．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按操作顺序写的不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序写在空白处．
A．在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在低压 电源的两个接线柱上。
B．把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过 限位孔 ，并压在 复写纸 下面。
C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离 。
D．切断电源，取下纸带，如果纸带上共有n个清晰的点，则这段纸带上记录的时间
（n-1）0.02 s 。
E．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。
F．利用公式 计算纸带运动的平均速度。
实验步骤的合理顺序是 BAEDCF 。
10．电火花打点计时器使用交流 220 V电源工作，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．工作电源频率是50Hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60Hz，仍按50Hz的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是 偏小 （填“偏大”或“偏小”）。
11．如图1所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，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 减速运动 。若所用电源频率为50Hz，从打下A点到打下D点，共13点，历时 0.24 s，位移为 m（用尺子直接测量），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。若该纸带的运动可看作是匀变速直线运动，则打下B点时纸带的速度是 m/s，该纸带运动的加速度约是 m/s2。

12．某组学生研究小车从斜面上滑下实验，得到如图2所示的纸带，从O点开始每打五个点取一个计数点,纸带上的计数点用O、A、B、C、D、E表示．根据图上数据，可判断小车做 匀加速直线 运动，小车经过B点时的速度是__50.4__cm/s，小车经过D点时的速度是_124___cm/s，小车做匀变速运动的加速度是__3.68__m/s 2。

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