学案编号：HZGYWL007 长治县宏智中学 物理必修一 第一章 运动的描述 编制人：常江飞
课题： 1.4实验——用打点计时器测速度
【学习目标】
1. 了解做实验的重要性以及怎样做好物理实验；
2. 了解两种打点计时器的构造、原理和使用方法；
3. 知道两种计时器打点的时间间隔都是由电源的频率决定的。如果电源的频率为50Hz, 则每隔0.02s打一个点；
4. 学会利用打上点的纸带研究物体的运动情况，会测量物体的速度，掌握一些处理数据的
基本方法。
1. 实验中利用的计时器有几种？各有什么特点？如何使用？
1).电磁打点计时器
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1-4-1所示.工作电压为4 V——6 V.当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复
【学习重点】
学会使用打点计时器，
【学习难点】
能根据纸带计算物体运动的平均速度。
写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，
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面不断变化，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，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.
2).电火花计时器
电火花打点计时器是利用火花放电使墨粉在纸带上打出墨点而显出点迹的一种计时仪器. 给电火花打点计时器接220V电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期，当电源频率为50赫兹时，它每隔0.02S打一次点.
2. 如何利用打出的纸带测平均速度? (下面问题以电磁打点计时器为例)
【教具准备】
电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺。
【学习方法】
实验 学生讨论合作
【知识梳理】
物理是以实验为基础的自然科学，物理实验是我们学生获取知识，进行知识创新的重要手段，是培养我们学生的科学兴趣、科学态度和提高我们终身学习能力的重要途径.这节课是高中第一节实验课，我们学生应知道实验室要求及安全注意事项.通过这一节课的学习我们学生要认识实验在物理学习及研究中的地位和作用，并要掌握物理实验的一些基本技能，会使用基本的实验仪器，能独立完成物理实验.
问题导入 先由学生阅读教材,然后引导学生回答下述问题:
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学案编号：HZGYWL007 长治县宏智中学 物理必修一 第一章 运动的描述 编制人：常江飞
【重、难点突破】
1． 使用方法
（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6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Δt = 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Δχ。
（5）利用公式Δυ=Δχ/Δt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： 纸带在某段时间内的平均速度
?1Δχ/ m Δt / s Δχ1 ?1Δχ2 v/( m?s ) 3.在练习使用打点计时器的步骤中应注意哪些事项呢？
【交流与讨论】
问题1. 振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况? 总结: 1. 调整复写纸位置或更换复写纸。
2. 调整打点计时器。（可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置;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;可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止）
点子数n 点子间隔数n-1 运动时间Δt/s 位移Δχ/m 平均速度υ/( m?s) 3. 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2. 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3. 打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有 v/(m·s-1) ( 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Δχ1,Δχ2,Δχ3, Δχ4, Δχ5( 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 Δχ1/m B和C的距离 Δχ2/m C和D的距离 Δχ3/ m D和E的距离 Δχ4/ m E和F的距离 Δχ5/ m 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
4.如何利用图像直观地反映物体的运动快慢和速度随时间变化的规律呢?
绘制纸带运动的速度-时间图象 用一条 线将这些点连接
0 t/s 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Δχ，记录在表3中，同时记录对应的时间Δt（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 0 1 2 3 4 5
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起来，这条曲线就是速度-时间图象。 条纸带，纸带上就打下一列小点
②把电火花计时器固定在桌子上
③将纸带穿过打点计时器的限位孔，检查墨粉纸盘是否已经正确的套在纸盘轴上，检查两条白纸带是否已经正确的穿好，墨粉纸盘是否已经夹在两条白纸带之间
④用刻度尺测量纸带通过的距离x
⑤取下纸带数一下纸带上共有多少个点，记为N，则点子的间隔数为（N -1），纸带的运动时间为（N -1）?0.02 s
⑥计算纸带运动的平均速度： v=Δx/Δt，把结果填入下表：
【课堂练习】
1．根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是 ( ) A．时间间隔 B．平均速度 C．位移 D．瞬时速度
2．某同学将纸带穿过限位孔，接通打点计时器的电源，拉动纸带，但在纸带上打不上点，其可能原因是 ( ) A．复写纸放反 B．使用了直流电源 C．振针过短 D．纸带运动过快 3．打点计时器打点的周期，决定于 ( ) A．交流电压的高低 B. 交流电的频率； C．永久磁铁的磁性强弱； D. 振针与复写纸间的距离．
4. 在“练习使用打点计时器”的实验中，下列操作正确的是 ( ) A．打点前，小车应靠近打点计时器，要先接通电源，待计时器开始打点再释放小车 B．要舍去纸带上密集点，然后选取计数点。
C．打点频率为50Hz，每四个点取一个计数点，则计数点之间的时间间隔为0.01S。 D．实验中应使小车速度尽量小些。
A．①②③④⑤⑥ B. ②③①④⑤⑥ C. ②③①⑤④⑥ D. ②①③⑤④⑥
7. 质量都是m的物体在水平面上沿直线运动，图1-4中，A、B、C、D是它的运动图象，由图象可知 ( )
5. 一学生在练习使用电磁打点计时器时，纸带上打出的不是圆点，而是一些短线，这可能是因为 ( )
A．打点计时器错接在直流电源上； B．电源电压不稳定；
C．打点计时器使用的电压频率不稳定； D．振针到复写纸片的距离太小
A．图B表明物体做匀速运动 B．图C表明物体做减速直线运动
C．图D表明物体做加速直线运动 D．图A表明物体做匀速运动
6．在练习使用打点计时器时，某同学操作中有以下实验步骤，步骤排列顺序正确的是
8．如图1 -5所示是用打点计时器测瞬时速度实验时得到的一条纸带的一部分，从0点开始依照打
( )
点的先后依次标为0、1、2、3、4、5、6，现在量得0、1间的距离x1=5.18 cm，1、2间的距离
①把计时器上的电源插头插在交流220 V电源插座上，按下脉冲输出开关，用手水平的拉动两
x2=4.40 cm，2、3间的距离x3=3.62 cm， 3、4间的距离x4=2.78 cm，4、5间的距离x5=2.00 cm，
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5、6间的距离x6=1.22 cm （f=50Hz）
⑴根据上面记录，计算打点计时器在打1、2、3、4、5点时的速度并填在下表中。
⑵根据（1）中表格，在图1-6中画出小车的速度时间图象。并说明小车速度变化特点。
【作业布置】
写出实验报告为下节课实验做准备
要求：实验报告有实验目的、实验原理、实验器材、实验步骤、实验表格绘制等。
【问题反馈】
（1） (2)
【学习感悟】
(1)我学会了： (2)我的困惑是：
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