1、第四节 实验：用打点计时器测速度学案天津市武清区梅厂中学谢自成20070522【学习目标】（1）掌握打点计时器的原理及其使用方法。（2）掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。（3）能测定平均速度，画出v-t图象，通过图象来分析物体的运动情况。（4）掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。【学习重点】打点计时器的使用方法【学习难点】对纸带上记录的原始数据进行处理。测定瞬时速度，画出v-t图象，并通过图象来分析物体的运动情况。【学习过程】（一）引入新课：打点计时器首先是一种计时仪器。提问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些
2、计时器？日晷是利用阳光投影的计时器，壶漏又称漏壶是用漏水的方法，观测“刻箭”的昼夜计时器。中国虽然在很早就发明了各种计时仪器，走在世界的前列。然而却在世界科技蓬勃发展的清代却没有抓住机遇，没有大的建树，基本是仿造国外的各种计时器。为什么？信息呈现：下面介绍国外两位与计时器发展有关的重要人物1、 意大利科学家伽利略Galileo 1564-1642（1583年伽利略发现了著名“摆的等时性学说”继而发明了动摆,被用作钟的调节器）2、荷兰物理学家惠更斯 Huygens 1629-1695，（1656年惠更斯成功地制作了第一个有摆的钟）今天我们就来研究一种新的计时器，它就是打点计时器（二）讲授新课1、
3、打点计时器的构造： 下面让我们来认识一下打点计时器（用实物投影仪展示两种打点计时器）并对照讲解打点计时器的结构以及各个组成部分的名称。2、打点计时器的原理打点计时器是怎么工作的呢？（如右图所示，以电磁式打点计时器为例介绍构造）当线圈通以 赫的交流电时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）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，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。便打上一系列点。这就是打点计时器的原理。问题1：同学们你们知道：相邻点之间对应的时间为多少？5
4、个间距对应的时间为多少秒？问题2：可不可以用稳恒直流电？为什么？可不可以用100赫的交流电？如果可以那相邻点之间对应的时间为多少？3、打点计时器的操作教师边讲解、边操作 安装好复写纸并将打点计时器固定在桌子边缘或铁架台上。 将纸带穿过限位孔并从复写纸圆片下穿过。 将打点计时器接入50 Hz交流电源，从交流4 V开始，观察振动片振动情况，若振动片振幅较小，再升高电压至 V。 打点计时器工作，待12 s再拖动纸带打出点。观察点迹是否清晰，打完点后，立即关闭电源。4、利用打点计时器测瞬时速度：什么是瞬时速度？如何测瞬时速度？教师讲解：在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度。你认为极
5、短的时间是多少？D、F两点的时间极短，故可以将D、F间的位移S除以时间t ，认为是E点的瞬时速度v实验过程：（1） 把电磁打点计时器固定在桌子上面，对照使用说明书，了解其构造（2） 接通10V以下交流电源, 用手水平拉动纸带，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t = 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。 利用公式=/t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
6、的平均速度点子数n点子间隔数n-1运动时间t/s位移/m平均速度/ ( ms )( 6 ) 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1,2,3, 4, 5( 如图 )，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，并写明理由。表2：纸带的运动情况A 和B的距离 1/mB和C的距离 2/mC和D的距离 3/ mD和E的距离 4/ mE和F的距离 5/ m判断结果和理由：（7）在纸带上方选取点能看清的一段（如图），将某个能看清的点表为9，以后每隔0.1s标一个测量点，测量包含某个测量点在内的一段位移，记录在表3中，同时记录对应的时间t（设电源频率是50Hz）。表3： 纸带在几段时间中的位移和平均速度位置012345/ m12t / s/ ( ms )问题：如何作v-t图象？【课堂小结】1、打点计时器的构造2、打点计时器的原理3、打点计时器的操作4、利用打点计时器测瞬时速度：5、如何作v-t图象？【布置作业】1、认真复习利用打点计时器测瞬时速度的各个知识点2、完成实验报告