河南省安陽二中高一物理《13打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》學(xué)案

1、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 導(dǎo)學(xué)案 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理；會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；2.理解用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度和瞬時(shí)速度的原理；3.理解速度-時(shí)間圖像的物理意義，會(huì)用速度-時(shí)間圖像描述物體的運(yùn)動(dòng)；【重點(diǎn)難點(diǎn)】1.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量平均速度和瞬時(shí)速度；2.速度-時(shí)間圖像的物理意義；【課堂導(dǎo)學(xué)】知識(shí)點(diǎn)1：兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)原理一.電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.結(jié)構(gòu)：電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器主要結(jié)構(gòu)有：底座、永久磁鐵、 、打點(diǎn)針等。2.原理：當(dāng)線圈中通有方向不斷變化的交流電流時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)將震動(dòng)片磁化，在永久磁鐵的磁場(chǎng)力作用下，震動(dòng)片會(huì)上下震動(dòng)，這樣打點(diǎn)針就會(huì)通過復(fù)寫紙?jiān)诩垘洗蛳乱幌盗悬c(diǎn)。3.

2、打點(diǎn)的時(shí)間間隔（打點(diǎn)周期）：電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每打兩個(gè)點(diǎn)間隔的時(shí)間與電源的頻率有關(guān)，當(dāng)使用50Hz的交流電源時(shí)，每隔 s打一個(gè)點(diǎn)；4.工作電壓： (交流、直流)46V。二.電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.結(jié)構(gòu)原理：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器與電磁式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)原理基本相同。當(dāng)接通交流電源時(shí)，放電針和紙盤軸之間會(huì)通過墨粉紙放電，就會(huì)在紙帶上留下點(diǎn)跡。2.工作電壓和打點(diǎn)周期：電火花式打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流 V電壓。打點(diǎn)周期也和交流電的頻率有關(guān)，當(dāng)交流電的頻率為50Hz時(shí)，也是每隔 s打一個(gè)點(diǎn)；知識(shí)點(diǎn)2：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的運(yùn)動(dòng)1.原理：將紙帶與物體連在一起并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器限位孔，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)帶動(dòng)紙帶一起運(yùn)動(dòng)，打

3、點(diǎn)計(jì)時(shí)器就會(huì)在紙帶上打下一系列點(diǎn)，這些點(diǎn)就記錄了在打點(diǎn)那一時(shí)刻物體的位置，相鄰兩點(diǎn)間的距離就表示在0.02s內(nèi)物體的 大??；通過研究點(diǎn)跡分布的情況，就可以得到物體的運(yùn)動(dòng)情況；思考：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，紙帶上點(diǎn)跡的分布較 （稀疏、密集），運(yùn)動(dòng)較慢時(shí)，點(diǎn)跡分布較 （稀疏、密集）；如果點(diǎn)跡分布不均勻，說明物體做 （勻速、變速）運(yùn)動(dòng)，分布均勻說明物體做 （勻速、變速）運(yùn)動(dòng)；例題1：如圖，是與小車連在一起的紙帶上的點(diǎn)跡分布情況，根據(jù)紙帶分析小車的運(yùn)動(dòng)情況：（1）若紙帶運(yùn)動(dòng)方向向右，小車做什么運(yùn)動(dòng)？（2）若紙帶運(yùn)動(dòng)方向向左，小車做什么運(yùn)動(dòng)？知識(shí)點(diǎn)3：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)平均速度和瞬時(shí)速度一.測(cè)平均速度：1.原

4、理：當(dāng)紙帶跟運(yùn)動(dòng)物體連在一起時(shí)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打在紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出物體在不同時(shí)刻的位置，線段上各點(diǎn)之間的間隔就表示出運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)間內(nèi)的位移，根據(jù)平均速度的定義式v可以計(jì)算出各段時(shí)間內(nèi)的平均速度；例題2：如圖是一位同學(xué)利用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條紙帶，相鄰點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s，紙帶旁邊是一把最小刻度為1 mm的直尺，試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體，求：在AB段和BC段內(nèi)的平均速度大小？練習(xí)1：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下相鄰兩點(diǎn)的時(shí)間間隔是T，若紙帶上共打出N個(gè)點(diǎn)，測(cè)得第一個(gè)點(diǎn)和第N個(gè)點(diǎn)之間的距離為，則這段時(shí)間內(nèi)物體的平均速度為 ；二.測(cè)瞬時(shí)速度思考：用上述方法，我們可以測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)的平均速度

5、，請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合前面所講的“利用極限思想”計(jì)算瞬時(shí)速度的方法，如何根據(jù)紙帶計(jì)算打下B點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度vB？1原理：要計(jì)算某時(shí)刻t的瞬時(shí)速度，我們可以在紙帶上取一段包含該時(shí)刻t在內(nèi)的一段時(shí)間,測(cè)出內(nèi)物體的位移，當(dāng)很小時(shí)，我們就可以用粗略表示該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。例題3：某同學(xué)在練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，得到了如圖所示的紙帶，從O點(diǎn)開始，每隔0.1 s取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)測(cè)得OA3.20 cm，AB3.90 cm，BC5.86 cm，CD7.58 cm，DE9.72 cm.紙帶運(yùn)動(dòng)方向自左向右則（1）可判斷紙帶的運(yùn)動(dòng)是_（加速、減速）（2）AD段上的平均速度為_（3）B點(diǎn)和D點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為 ； ；練習(xí)2：如圖

6、所示為某次實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，圖中O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D為每隔一個(gè)點(diǎn)選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)。根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)，打A、D點(diǎn)時(shí)間內(nèi)紙帶的平均速度有多大？打B點(diǎn)時(shí)刻紙帶的瞬時(shí)速度有多大？15.50cm23.25cm32.50cm43.25cmAOBCD知識(shí)點(diǎn)4：用圖像表示速度例題4：如圖為一次實(shí)驗(yàn)中得到的紙帶，在紙帶上按照打點(diǎn)的先后次序取了A、B、C、D、E、F、G幾個(gè)點(diǎn)，并測(cè)出了各點(diǎn)間的距離，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，若取打下A點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為0時(shí)刻；根據(jù)以上數(shù)據(jù)，完成下表：2.85cm計(jì)數(shù)點(diǎn)序號(hào)ABCDEF計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻t(s)通過計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v(cm/s)

7、通過表中數(shù)據(jù)，分析小車的速度隨時(shí)間如何變化？能否用圖像的方法直觀表示出小車速度的變化規(guī)律呢？1.速度時(shí)間圖像：定義：描述速度v與時(shí)間t關(guān)系的圖像。用橫軸表示 ，縱軸表示 ，建立 坐標(biāo)系。意義：非常直觀地反映了 的情況，它并不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡。（2）勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像v/(m/s)t/s02468510乙048t/sv/(m/s)va=4m/svb=8m/sab甲 勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像是與時(shí)間軸平行的直線，如圖甲所示，直線a、b分別表示va=4m/s，vb=8m/s。tOvab圖A 從勻速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像中不僅可以看出速度的 和 ，并且可以求出位移，根據(jù)位移公式 ，在vt圖像中就對(duì)應(yīng)著邊

8、長(zhǎng)分別為 和 的一個(gè)矩形面積，如圖乙中 部分。（3）變速直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖A所示的vt圖像中，a表示物體做 運(yùn)動(dòng)；b表示物體做 運(yùn)動(dòng)。01234t/sBA510v/(m/s)5例5例題5：A、B兩物體做直線運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示，則A的運(yùn)動(dòng)速度大小為 m/s，B的運(yùn)動(dòng)速度大小為 m/s。A和B的速度方向 （選填“相同”或“相反”），A的速度 （選填“大于”“等于”或“小于”）B的速度，物體A在3s內(nèi)的位移大小是 ，物體B在4s內(nèi)的位移大小是 ；ABB05105123t/s練習(xí)3：如圖所示，是A、B兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像。下列說法中錯(cuò)誤的是（ ）AA質(zhì)點(diǎn)是以10m/s的速度做勻速運(yùn)動(dòng)BB質(zhì)點(diǎn)是先以5m/s的速度與A同向運(yùn)動(dòng)1s，而后停了1s，最后以5m