第四節(jié)實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度

第四節(jié)

實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教育部重點(diǎn)科研課題組科學(xué)規(guī)劃金星集團(tuán)教育實(shí)驗(yàn)區(qū)成功實(shí)踐全國(guó)教育名家名師精心打造全程課時(shí)設(shè)計(jì)合作互動(dòng)探究前沿理念引領(lǐng)金星教學(xué)考試網(wǎng)問(wèn)：中國(guó)作為世界四大文明古國(guó)之一，發(fā)明計(jì)時(shí)器的歷史很悠久。從古至今你知道哪些計(jì)時(shí)器？壺漏擺鐘手表秒表原子鐘曰咎情境導(dǎo)入電火花計(jì)時(shí)器電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器互動(dòng)探究一.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：直流？

交流？交流電源工作電壓：

4--6V互動(dòng)探究二.電火花計(jì)時(shí)器：原理：脈沖電流經(jīng)放電針、墨粉紙盤放電。交流電源

工作電壓：220V互動(dòng)探究1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上。2.把紙帶裝好。3.啟動(dòng)電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)。隨后立即關(guān)閉電源。4.取下紙帶，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開(kāi)始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如果數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來(lái)的間隔數(shù)是多少？由此計(jì)算出紙帶從第一個(gè)到第n個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。5.用刻度尺測(cè)量出第一個(gè)點(diǎn)到第n個(gè)點(diǎn)的距離?；?dòng)探究三.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（1）操作步驟互動(dòng)探究（2）紙帶處理：ABCD疏密與速度的關(guān)系△t

＝？△x

＝？相等的時(shí)間內(nèi)位移相等---勻速直線運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間內(nèi)位移增大---加速直線運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間內(nèi)位移減小---減速直線運(yùn)動(dòng)互動(dòng)探究1.判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律四、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度DFDFF原則：準(zhǔn)確性可行性互動(dòng)探究

結(jié)論：D、F兩點(diǎn)離E越近，算出的平均速度越接近E點(diǎn)的瞬時(shí)速度。然而D、F兩點(diǎn)過(guò)小則測(cè)量誤差增大。應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個(gè)點(diǎn)。D

2.計(jì)算變速直線運(yùn)動(dòng)中某段的平均速度0A

BCD

EX1X2X3X4X5XⅠXⅡXⅢXⅣXⅤ互動(dòng)探究表1：紙帶在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度點(diǎn)子數(shù)n點(diǎn)子間隔數(shù)n-1運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt/s位移Δχ/m平均速度υ/m?s

650.100.07700.770互動(dòng)探究互動(dòng)探究例1:當(dāng)紙帶與物體相連接時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)跡,下列關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說(shuō)法,內(nèi)容正確的是A.點(diǎn)跡記錄了物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間B.點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C.點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D.點(diǎn)跡在紙帶上的分布情況反映了物體的運(yùn)動(dòng)情況解析:點(diǎn)跡可以記錄物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,相鄰兩點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為0.02s,只要在紙帶上數(shù)出點(diǎn)跡的間隔數(shù)n,就可以計(jì)算出物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間間隔為0.02ns;物體運(yùn)動(dòng)的始末位置,可以用紙帶上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)來(lái)表示,可以得到相應(yīng)時(shí)刻的位置,可以得出物體的位移;紙帶上點(diǎn)跡的疏密程度和物體運(yùn)動(dòng)的快慢有關(guān),點(diǎn)跡雖然可以反映物體的運(yùn)動(dòng)情況,但是并不能反映物體的質(zhì)量和形狀.答案:ABD針對(duì)練習(xí)：新新學(xué)案變式題1（P.7)新新學(xué)案例1互動(dòng)探究例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0.02s,紙帶旁邊是一把分度值為1mm的直尺,試計(jì)算拖著紙帶做直線運(yùn)動(dòng)的物體:(1)在AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度;(2)在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度.針對(duì)練習(xí)：新新學(xué)案變式題2（P.7)解析：(1)根據(jù)平均速度的定義,AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度就等于A到C的位移跟所用時(shí)間的比值.位移的大小可以從刻度尺上直接讀出:x=4.00cm,A到C共10個(gè)點(diǎn),9個(gè)時(shí)間間隔,所以A到C所用的時(shí)間t=0.02s×9=0.18s,所以AC這段時(shí)間內(nèi)的平均速度(2)根據(jù)公式vB=Δx/Δt來(lái)計(jì)算B點(diǎn)的瞬時(shí)速度.為了盡量精確反映物體在B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)快慢,我們盡量在靠近B點(diǎn)的地方取得數(shù)據(jù),例如取靠近B點(diǎn)的左右兩個(gè)點(diǎn),左邊點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)是1.77cm,右邊點(diǎn)在刻度尺上的讀數(shù)是2.65cm,那么Δx=2.65cm-1.77cm=0.88cm,兩點(diǎn)間相隔的時(shí)間為Δt=0.02s×2=0.04s,所以B點(diǎn)的瞬時(shí)速度答案:(1)0.22m/s(2)0.22m/s互動(dòng)探究五、用圖象表示速度

1、建立坐標(biāo)系:以速度v為縱軸，時(shí)間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,設(shè)定合適的刻度，注明單位。2、嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)，根據(jù)點(diǎn)的分布分析速度的變化特點(diǎn)。在表格中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想形象的了解紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象。互動(dòng)探究t/sv/(m·s-1)0t/sv/(m·s-1)03、描出的點(diǎn)是不連續(xù)的，之所以要用平滑曲線來(lái)“擬合”實(shí)驗(yàn)中描出的點(diǎn)，是因?yàn)楦鱾€(gè)時(shí)刻都有速度，速度隨時(shí)間是連續(xù)變化，實(shí)驗(yàn)中又不可能把所有時(shí)刻的速度都測(cè)出來(lái)?；?dòng)探究0.00.10.20.30.370.480.570.670.40.50.60.70.780.880.981.0紙帶在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度試畫(huà)出v-t圖象互動(dòng)探究0

1234567t/10-1sv/(m·s-1)1.00.80.60.40.2△t/s0.00.10.20.3v/ms-10.370.480.570.67△t/s0.40.50.60.7v/ms-10.780.880.981.0互動(dòng)探究

v-t圖象應(yīng)用：

1.能讀出速度V、時(shí)刻t

的對(duì)應(yīng)關(guān)系

2.觀察出速度V隨時(shí)間t的變化關(guān)系

3.能判斷物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律tOVtOV勻速直線運(yùn)動(dòng)加速直線運(yùn)動(dòng)t1v1互動(dòng)探究tOVtOV減速直線運(yùn)動(dòng)互動(dòng)探究例3：如圖是某同學(xué)在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)紙帶數(shù)據(jù)所得出的v-t圖象,對(duì)其物理意義敘述正確的是()A.在0~6s內(nèi),物體以2cm/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.在0~0.12s內(nèi)物體的平均速度為2cm/sC.在0.12~0.16s內(nèi)物體速度由2cm/s增加到4cm/sD.在10s后,物體以8cm/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：由于題圖中橫坐標(biāo)每單元格表示的時(shí)間為2×0.02s,所以圖象中A→B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為0~0.12s，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;由圖可以看出,t=0.12s即B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vB=2cm/s,t=0.16s即C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度為vC=4cm/s,故選項(xiàng)C正確;在0.20s之后,物體的速度為8cm/s,故選