2015-2016学年高一物理人教版必修1课件第1章4《实验用打点计时器测速度》

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修1第一章运动的描述成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1运动的描述第一章第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修14实验：用打点计时器测速度第一章第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5学习目标定位1课时作业6第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1学习目标定位第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1※了解电磁打点计时器、电火花计时器的构造及工作原理※※学会使用打点计时器※※掌握测瞬时速度的方法※理解速度随时间的变化图象第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课堂情景切入第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1下图是一幅表现滑板爱好者滑翔时的一系列运动瞬间的照片，在这里，连续的运动被分离成了离散的“景”，瞬间的精彩被定格成了永恒，这是“相对论”在摄影艺术中应用的一个实例。那么，在实验室我们如何记录瞬间的时间和速度呢？第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1知识自主梳理第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．打点计时器的原理及使用实验原理电火花计时器电磁打点计时器结构图示工作电压________V交流电____V以下交流电打点方式周期性产生电火花振针周期性上下振动打点周期________s0.02s记录信息位移、________22060.02时间第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12.测平均速度、瞬时速度的原理：跟运动物体连在一起的纸带上打出的点记录了物体在不同时刻的________，用刻度尺测出两个计数点间的位移Δx，打两个点的时间可用Δt＝(n－1)×0.02s求得，则平均速度v＝ΔxΔt，当Δt________时，可以认为ΔxΔt为t时刻的瞬时速度。3．v－t图象及其画法：以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻的________速度值，在坐标系中描点，最后用___________把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。位置很短瞬时平滑曲线第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修11．实验器材电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源(电火花计时器使用220V交流电源)、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸。2．实验步骤(1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过________，把复写纸套在定位轴上，并且压在____________。(2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到__________________电源上。用打点计时器测速度限位孔纸带上面6V的低压交流第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(3)接通电源开关，用手________拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。(4)取下纸带，从能看得清的某个点开始，往后数出若干个点，如果共有n个点，那么n个点的间隔数为n－1个，则纸带的运动时间Δt＝_________________。(5)用___________测量出从开始计数的点到最后的点间的距离Δx。(6)利用公式v＝ΔxΔt计算出纸带在这段时间内的_________。水平(n－1)×0.02s刻度尺平均速度第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修13．数据处理(1)选取一条点迹清晰便于分析的纸带。(2)把纸带上能看得清的某个点作为起始点O，以后的点分别标上A、B、C、D…作为“________”，如图所示，依次测出O到A、A到B、B到C…之间的距离x1、x2、x3…。计数点第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(3)打点计时器打点的周期为T，则A、B、C、D…各点的________速度分别为：vA＝x1＋x22T、vB＝x2＋x32T、vC＝x3＋x42T、vD＝x4＋x52T…。把数据填入下表，根据数据判断纸带是否做匀速运动。位置ABCDEF时间t/(s)(xn＋xn＋1)/(m)v/(m/s)(4)利用v－t图象分析物体的运动瞬时第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1重点难点突破第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1一、实验时应注意的事项1．实验前，应将打点计时器固定好，以免拉动纸带时晃动，并要先轻轻试拉纸带，应无明显的阻滞现象。2．使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器打点稳定后，再拉动纸带。3．手拉动纸带时速度应快一些，以防点迹太密集。4．使用电火花计时器时，应注意把纸带正确穿好，墨粉纸盘位于纸带上方，使用电磁打点计时器时，应让纸带穿过限位孔，压在复写纸下面。5．使用电磁打点计时器的，如打出点较轻或是短线，应调整振针距复写纸的高度。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修16．打点计时器不能连续工作太长时间，打点之后应立即关闭电源。7．对纸带进行测量时，不要分段测量各段的位移，正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离)。读数时应估读到毫米的下一位。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1二、利用v－t图象分析物体的运动1．v－t图象：用横轴表示时间t，纵轴表示速度v，建立直角坐标系。根据测量的数据在坐标系中描点，然后用平滑的曲线把这些点连接起来，即得到如图所示的v－t图象。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修12．v－t图象的意义：v－t图象非常直观地反映了速度随时间变化的情况，它并不是物体运动的轨迹。3．图象法的优点：图象法是处理实验数据的常用方法之一。运用图象法处理数据有许多优点，如可以使物理规律直观易懂，可以减小偶然误差，可以方便地获得某些未经测量或无法直接测量的物理数据等。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1考点题型设计第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1电火花计时器工作时使用______________电源，工作电压为______________V，工作时的基本步骤是：①当纸带穿过电火花计时器后，应及时关闭电火花计时器；②将电源线插入220V交流电源插座；③把纸带从墨粉纸盘下面穿过；④接通开关，听到放电声，立即让运动物体拖动纸带运动。上述步骤正确的顺序是______________。打点计时器的使用第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：若不知道电火花计时器的工作原理，就无法选择工作电源的性质和电压的高低及工作程序；不了解构造，对各部件无法说出其名称，因此，应该认真阅读电火花计时器使用说明，了解各部分构造的名称和使用方法。我们在使用任何新产品之前都应该如此，养成习惯。答案：交流220③②④①第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(海岳中学2014～2015学年高一上学期测试)电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上无需测量直接得到的物理量是()A．时间间隔B．位移C．平均速度D．瞬时速度答案：A解析：时间间隔可以通过数纸带上所打点的个数得出，故A正确。位移需通过测量纸带上所打点间的距离得出，故B错误。而平均速度和瞬时速度都是依据实验测量数据通过计算得出的，C、D错误。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1如图所示是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。求出各计数点的瞬时速度并画出速度—时间图象。实验数据处理第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1解析：1点对应时刻是0、2之间的中间时刻，求出0、2间的平均速度即可认为是1点的瞬时速度，同理2、3、4、5点的瞬时速度也可求出。而相邻计数点间的时间间隔T＝0.1s。故v1＝x022T＝3.9×10－22×0.1m/s＝0.195m/s，v2＝x132T＝9×10－2－1.0×10－22×0.1m/s＝0.40m/s，第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1同理v3＝0.61m/s，v4＝0.69m/s，v5＝0.70m/s。以O点为坐标原点，横坐标表示时间，纵坐标表示速度建立直角坐标系。根据前面计算出的结果在直角坐标系中描点，然后连线得到速度—时间图象如图所示。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1(昌乐二中2014～2015学年高二上学期检测)如图所示是一位同学用手拉动纸带通过电磁打点计时器打出的一条纸带，在纸带旁边附着一把毫米刻度尺，电磁打点计时器每隔0.02s打一个点。根据纸带上点的排列情况可判定，手拉动纸带时，手的运动速度怎样变化_______；由A到C这段距离上手运动的平均速度为____m/s，打C点时手拉动纸带的速度约为____m/s。第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1答案：先增大后减小0.18m/s0.40m/s解析：由纸带上点迹的疏密可知手的运动速度先增大后减小；vAC＝0.0210.12m/s＝0.18m/svC＝0.0160.04m/s＝0.40m/s第一章4成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修1课时作业（点此链接）