打点计时器加速度华教教案

我的个性化教案学员姓名：年级：高一学校：学科：物理课时：教材版本：人教版课题名称：质点、参考系和坐标系，时间和位移，速度教师姓名：授课时间：年月日教学目标1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移)2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的速度---时间图象3.理解加速度概念、物理意义及与速度快、慢的区别，知道加速度的公式、符号、单位。4.理解加速度的矢量性，能判断物体是做加速运动还是减速运动。重点难点1.学会使用打点计时器2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度3.会用描点法描绘物体的速度---时间图象,并从中获取物理信息课后作业高一物理检测题————第一章运动的描述时间：50分钟满分：100分班级：姓名：总分：一、选择题（48分）（每小题有一个或多个选项符合题意）题号123456答案题号789101112答案1下列说法正确的是：（）A、参考系是为了研究物体的运动而选取的B、宇宙中的物体有的静止的有的是运动的C、只能选取不动的物体做为参考系D、同一个运动对不同的参考系，其观察结果一定是相同的.2．试判断下面的几个速度中是平均速度是（）A．子弹以790m/s的速度击中目标；B．汽车通过站牌时的速度是72km/h；C．信号沿动物神经传播的速度大约为100m/s；D．在市区某段对汽车限速，不得超过60km/h。３．某物体作匀减速直线运动,其加速度为-2米／秒2,在任1秒中()A．该秒末速度比前1秒初速度小2米／秒；B．末速度比初速度大2米／秒,方向与初速度方向相反；C．末速度比初速度小2米／秒,其加速度方向与初速度方向相反；D．末速度比初速度小2米／秒,其方向与初速度方向相反.４．在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是（）Ａ．研究飞机从北京到上海的时间，可以把飞机当作质点；Ｂ．确定轮船在大海中的位置时，可以把它当作质点来处理；Ｃ．作直线运动的物体可以看作质点；Ｄ．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可以当作质点来处理。５．关于位移和路程的关系,下列说法中正确的是（）A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移；B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小；C．物体通过的两段路程不等，但位移可能相等；D．物体通过的路程不为零，但位移可能为零。6．以下的计时数据指时间的是（）A．我们下午3点20分出发，不要迟到；B．我校的百米跑记录是12秒8；C．1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权；D．世界杯足球决赛在今晚8时开始。7．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小是4m/s，1s后的速度大小变成了10m/s，在这1s内该物体的（）A、位移的大小可能小于4mB、位移的大小可能大于10mC、加速度的大小可能小于4m/sD、加速度的大小可能大于10m/s8．下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（）A．加速度表示速度变化的大小；B．物体的速度为零，加速度也一定为零；C．运动物体的加速度越来越小，表示速度变化越来越慢；D．运动物体的加速度越来越小，表示物体运动的速度也越来越小。9．图1中表明物体做匀速直线运动的图象是（）10、一辆汽车沿平直公路行驶，开始以20m/s的速度行驶了全程的1/4，接着以v的速度行驶了最后的3/4的路程，已知全程的平均速度是16m/s，则v等于（）A、18m/sB、36m/sC、15m/sD、17.1m/s11、台球以10m/s的速度沿垂直与框边的方向撞击后以8m/s的速度反向弹回。若球与框边的接触时间为0.1s，则台球在水平方向的平均加速度大小和方向为()A、20m/s2沿球弹回的方向B、20m/s2沿球撞击的方向t0t0x0vtvt0xsABCD图1C、180m/s2沿球弹回的方向D、180m/s2沿球撞击的方向12、物体沿一直线运动，在t1时间内通过的路程为x，它中间位置21x处的速度为v1，在中间时刻21t1的速度为v2，则v1和v2的关系为：（）A、物体做匀加速直线运动，v1＞v2B、物体做匀减速运动，v1＞v2C、物体做匀速直线运动，v1=v2D、物体做匀速直线运动，v1＜v2二．填空题（本题每空2分，共20分，把答案填在题中的横线上）13．电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。14.（6分）如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50HZ的电源，则ab段的平均速度为___m/s，ae段的平均速度为_______m/s。15．一个质点在x轴运动,开始时位置为x0=-2m，第15末位置为x1=3m，第2s末其位置为x2=1m那么,在第1s内质点位移大小为_____m,方向为沿x轴的______方向;在第2s内质点位移的大小为_______,方向沿x轴的________方向。三．解答题（本题共2个小题，共32分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）16．北京体育大学教授张健，2000年8月8日8时整，从旅顺老铁山男岬角准时下水，于8月10时22分抵达逢来阁东沙滩，旅行是123.48KM，直线距离是109KM，不借助任何漂浮物横渡了渤海海峡，创造了男子横渡最长距离的世界记录，在这次横渡中，张健的平均速度是多少？他每游100M所需的时间为多少？17．做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小．汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度大小。学员上课情况反馈教学内容及授课内容：第四节用打点计时器记速度测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?课堂活动用彩笔和纸带模拟打点计时器.思考1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?2.在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响?总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪?原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了.打点计时器是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.一电磁打点计时器总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,振动片的一端位于永久磁铁的磁场中,由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!二电火花打点计时器总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.思考2:打点计时器能记录哪些信息?总结：时间(时间间隔)和位移三练习使用打点计时器问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?总结:将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?怎样调节?总结:1.可能是复写纸该换新的了过程2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?可不可以先松手再打开打点计时器的电源?总结:打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?总结:因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定?总结:每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为(n-1)倍的0.02s问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?总结:测出两个点的距离v,数出两个点之间有n段时间间隔,则nt02.0.在用公式tvv即可计算出平均速度四用打点计时器测量瞬时速度思想方法:用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.如图:要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D—F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点切比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.五用图象表示速度在表2中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢?总结:在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据表2中各个时刻的速度,将(v,t)作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象(v---t图象),简称速度图象.思考:我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢?总结:速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.小结电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t图象:表示做运动的物体的速度随时间变化的规律.板书设计DEFG4用打点计时器测速度电磁打点计时器靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点电火花打点计时器靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点打点计时器的使用注意使用方法和领悟注意事项测量瞬时速度用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度速度—时间图象以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象巩固练习1.