高中物理必修一实验打点计时器.docx

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高中物理必修一实验打点计时器

学科教师辅导教案

                       组长审核：

 年 级：

 班级名称：

培优班     辅导科目：

物理

 班级学生总数：

      学科教师：

教学进度：

第次课

授课主题

实验：

打点计时器测速度

教学目的

1、掌握打点计时器测速度的基本概念，会计算速度。

2、学会理论联系实际的能力，将生活中的现象与物理知识相结合。

教学重难点

教学重点：

测速度

教学难点：

测速度

授课日期及时段

教学内容

一、入门测

1、（多选）下列关于速度和速率的说法正确的是（　　）

A．速率是速度的大小

B．平均速率是平均速度的大小

C．对运动的物体，某段时间的平均速度不可能为零

D．对运动的物体，某段时间的平均速率不可能为零

2、（多选）下面描述的几个速度中，说法正确的是（　　）

A.子弹以790m/s的速度击中目标时的速度指平均速度

B.信号沿运动神经传播的速度大约为10m/s指瞬时速度

C.京沪高速铁路测试时的列车最高时速可达484km/h，指的是瞬时速度

D.台风以360km/h的速度向东北方向移动指平均速度

3、（多选）如图4所示是三个质点A、B、C的运动轨迹，三个质点同时从N点出发，又同时到达M点，下列说法正确的是（　　）

A.从N到M过程中，A的平均速率最大

B.三质点从N到M的平均速率相同

C.三质点从N到M的平均速度相同

D.到达M点时A的瞬时速率最大

4、一物体从A点沿正东方向以5m/s的速度运动6s到达B点，然后又以10m/s的速度向北匀速运动4s到达C点，求物体在这10s内的平均速度和平均速率.

一、新课讲解

（一）课程导入

（二）大数据分析（09-18年，共10年）

（三）本节考点讲解

考点一：

两种打点计时器

一）例题解析

1、电磁打点计时器的打点周期取决于（）

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

二）相关知识点讲解、方法总结

电磁打点计时器

电火花计时器

结构

示意图

打点原理

电磁作用下振针上下周期性振动打点

脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴放电打点

工作电压

6V以下低压交流电源

220V交流电源

打点周期

（电源频率

为50Hz）

0.02s

0.02s

阻力来源

纸带与限位孔、复写纸的摩擦，纸带与振针的摩擦

纸带与限位孔、墨粉纸盘的摩擦，比前者小

功能

功能相同，都是计时仪器

三）巩固练习

1、（2013秋•柘城县校级期中）关于电磁打点计时器说法不正确的是（　　）

A．打点计时器是应使用220伏交流电压

B．打点计时器是应使用4﹣6伏交流电压

C．它是一种计时仪器

D．打点计时器每0.02s打一次点

2、（2016秋•新郑市校级月考）对电磁打点计时器和电火花打点计时器的有关说法中正确的是（　　）

A．电磁打点计时器和电火花打点计时器都用交流电

B．两种打点计时器的打点频率与交流电的频率一样

C．电磁打点计时器在交流电频率为50Hz时，两个打点间隔时间为0.1s

D．电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸

3、（2017秋•文峰区校级月考）打点计时器是一种使用交流电源的记录运动物体在一定时间间隔内位移的仪器，目前实验室用的打点计时器有　　打点计时器和　　打点计时器两种，它们所接电源均为频率为50Hz的交流电源，但前者所接的电源电压为　　V，后者所接的电源电压为　　V．振针每隔　　s打下一点

考点二：

打点计时器的使用

一）例题解析

（2016春•石嘴山校级期末）关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是（　　）

A．电磁打点计时器使用的是4V～6V的直流电源

B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源

C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小

D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快

二）相关知识点讲解、方法总结

（1）把打点计时器固定在桌子上并穿好纸带.

（2）把打点计时器的两个接线柱接到交流电源上（电源频率为50Hz，电磁打点计时器接6V以下低压交流电，电火花计时器接220V交流电）.

（3）先接通电源开关，再用手水平拉动纸带，纸带上就打下一行小点，随后立即关闭电源.

（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＝（n－1）×0.02s.

（5）用刻度尺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＝

计算出纸带在这段时间内的平均速度.

2.注意事项

（1）打点前，应使物体停在靠近（填“靠近”或“远离”）打点计时器的位置.

（2）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）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.

（4）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计数点到起始点O之间的距离）.

三）巩固练习

1、（2015秋•江津区校级期中）关于打点计时器的使用下列说法正确的是（　　）

A．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快

B．电火花打点计时器使用的是220V交流电源

C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越长

D．在“探究匀变速直线运动的规律”的实验中应先释放小车，后接通打点计时器的电源

2、（2014秋•綦江区期末）关于打点计时器的使用说法正确的是（　　）

A．电磁打点计时器使用的是10V以下的直流电源

B．在测量物体速度时，先让物体运动，后接通打点计时器的电源

C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小

D．纸带上打的点越密，说明物体运动的越快

3、（2014秋•许昌月考）用电火花计时器在纸带上打点时，操作的合理顺序应是（　　）

A．先用手牵动纸带，后接通电源

B．先接通电源，再用手牵动纸带

C．接通电源的同时用手牵动纸带

D．可以随意操作

4、（2018秋•二七区校级月考）

（1）如图1所示是电火花计时器的示意图．电火花计时器和电磁打点计时器一样，工作时使用　　（选填“交流”或“直流”）电源，当电源的频率是50Hz时，每隔　　s打一次点．其工作时的基本步骤如下：

A．当纸带完全通过电火花计时器后，及时关闭电源

B．将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座

C．将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器

D．接通开关，听到放电声，立即拖动纸带运动

上述步骤正确的顺序是　　．（按顺序填写步骤编号）

（2）如图2所示纸带是某同学练习使用电火花计时器时得到的，纸带的左端先通过电火花计时器，从点迹的分布情况可以断定纸带的速度变化情况是　　（选填“速度减小”或“速度增大”）．若所用电源的频率为50Hz，从打下A点到打下B点共14个点迹，历时　　s

考点三：

利用打点计时器计算速度

一）例题解析

1、如下图所示是拖动纸带时打点计时器打出的一条纸带，A、B、C、D、E为我们的纸带上所选的记数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1S，试求打点计时器打下B、C、D各点时的瞬时速度．

二）相关知识点讲解、方法总结

原理

纸带上某一位置的瞬时速度，可以粗略地由包含这一位置在内的一小段位移Δx内的平均速度表示，即根据v＝

，当Δt或Δx较小时，用这个平均速度代表纸带经过该位置的瞬时速度.

如图1所示，E点的瞬时速度可用D、F两点间的平均速度代表，即vE＝

.

三）

巩固练习

1、如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到一条纸带，用毫米刻度尺测出各点间的距离为：

AC=14.2mm，AD=24.8mm．那么由此可以算出纸带在AC间的平均速度为____m/s，纸带在AD间的平均速度为____m/s；B点的瞬时速度更接近于____m/s．

2、某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，电源频率为50Hz，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.相邻计数点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1s.（本题计算结果均保留3位有效数字）

图5

（1）在实验中，使用打点计时器时应先______再______（填“释放纸带”或“接通电源”）.

（2）每两个计数点间还有________个点没有标出.

（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.1s测一次速度，计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表.

vB

vC

vD

vE

vF

数值（m/s）

0.640

0.721

（4）将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在图6直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.

3、（2016秋•夏津县校级月考）电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是4～6V，电火花计时器工作的电压是　　．当电源频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点．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ae段的平均速度为　　m/s．d点的瞬时速度约为　　m/s．

二、本节综合练习

1、（2016•濠江区校级学业考试）当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法错误的是（　　）

A．点痕记录了物体运动的时间

B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移

C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状

D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况

2、（2016秋•定州市校级月考）在实验中，若电源的频率是50Hz，下列关于计数点间时间间隔的说法中正确的是（　　）

A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s

B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s

C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08s

D．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10s

3、（2016秋•南关区校级月考）使用电磁打点计时器时，下列说法正确的是（　　）

A．先拉动纸带，后闭合电源打点

B．使用电压一定要控制在6V以上

C．要使用低压交流电源

D．纸带与打点计时器间摩擦力越大越好

4、通过对实验“练习使用打点计时器”的学习，判断下列说法中不正确的是（　　）

A．点迹可以记录被测量的物体在一段时间内的运动情况

B．用平整的纸带，不让纸带卷曲歪斜，有利于减少纸带与打点计时器的限位孔之间的摩擦

C．纸带上点迹越密集，说明被测量的物体运动越快

D．纸带上的点迹可以反映被测量的物体运动的时间

5、（2016秋•辽源期中）关于打点计时器，下列说法正确的是（　　）

A．打点的周期由交流电压决定的

B．打点的周期由交流电的频率决定的

C．电磁打点计时器所使用的电压为220V的交流电

D．电火花打点计时器所使用的电压为220V的交流电

6、（2016秋•西城区校级月考）打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，其相邻点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，这纸带上记录的时间为t，则（　　）

A．T=0.1sB．T=0.02sC．t=（N﹣1）TD．t=NT

7、（2016秋•瑞金市校级月考）某同学在“用打点计时器测速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间的距离如图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s．（本题计算结果均保留3位有效数字）

（1）在实验中，使用打点计时器操作步骤应先　　再　　（填“释放纸带”或“接通电源”）；

（2）每两个计数点间还有　　个点没有标出；

速度

vB

vC

vD

vE

vF

数值（m/s）

0.560

0.640

0.721

（3）试根据纸带上各个计数点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C两个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表：

三、出门测

1．（2015秋•阳东县校级月考）某实验小组在练习使用打点计时器时，纸带上打出的不是点，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过低

D．振针与复写纸的距离太小

2、电磁打点计时器是一种使用　　电源的计时仪器，它的工作电压是　　v，当电源频率是50Hz时，它每隔　　打一次点，打点时应先　　，再　　．

3、（2014秋•湘潭县校级月考）关于电磁打点计时器和电火花计时器，下列说法正确的是（　　）

A．电磁打点计时器用的是直流电源，而电火花计时器用的是交流电源

B．它们每隔0.02s打一个点

C．它们的工作电压均为220V的交流电源

D．使用它们计时时，必须先拉动纸带，再立即接通电源

4、（2018秋•东台市校级月考）本实验中，关于计数点间时间间隔的下列说法中正确的有（　　）

A．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒

B．每隔四个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔是0.08秒

C．每隔五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.08秒

D．每五个点取一个计数点，则计数点间的时间间隔为0.10秒

5、（2017秋•桑珠孜区校级期中）在做“用打点计时器测速度”实验中，打点计时器打出的一条纸带中的某段如图所示，若A、B、C点间的时间间隔均为0.10s，从图中给定的长度，求出小车打下C点时小车的速度大小是　　m/s打下D点时小车的速度大小是　　m/s

四、练一练

1、（2016•广东学业考试）如图所示，是电源频率为50Hz的电磁打点计时器在纸带上连续打下的六个点。

则a至f之间的时间为（　　）

A．0.02sB．0.10sC．0.12sD．0.60s

2、（2016•濠江区校级学业考试）当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法错误的是（　　）

A．点痕记录了物体运动的时间

B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移

C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状

D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况

3、（2016秋•铜官山区校级期中）使用打点计时器时，接通电源与让纸带随小车开始运动这两个操作过程的操作顺序应该是（　　）

A．先接通电源，后释放纸带

B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带的同时接通电源

D．哪个先，哪个后都可以

4、（2016秋•云岩区校级期中）在用打点计时器做“研究匀变速直线运动的规律”的实验中，下列说法正确的是（　　）

A．打点计时器只能接交流电源

B．打点计时器既可以接直流电源又可以接交流电源

C．打完纸带后，应先关闭打点计时器的电源，再取下纸带

D．打点时，应选释放纸带，后接通打点计时器的电源

5、电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用　　（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，使用打点计时器时要先　　（填“接通电源”或“让纸带开始运动”）再　　（填“接通电源”或“让纸带开始运动”）．若已知电源频率为50Hz，则打点计时器在纸带上打相邻两点的时间间隔为　　s．

（2017秋•扶沟县校级期中）某同学在做“练习使用打点计时器”实验时打出的纸带如图所示，每两点之间还有四个点没有画出来，图中上面的数字为相邻两点间的距离，打点计时器的电源频率为50Hz．

（1）打点计时器是一种使用　　（交流或直流）电源的　　仪器．

（2）相邻两个计数点间的时间为　　s．

（3）打第4个计数点时纸带的速度v4=　　m/s．（保留三位有效数字）

6、（2018秋•岳麓区校级月考）在用“打点计时器测速度”的实验中，如图所示为一条记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻计数点的时间间隔T=0.1s。

（1）若以某段距离的平均速度表示这段距离中任一点的瞬时速度，在尽可能减小误差的前提下，计算如下瞬时速度：

A点的速度vA=　　m/s；E点的速度vE=　　m/s；

（2）若将某段平均速度表示为这段时间中点时刻的速度，vB=　　m/s

7、（2018•晋中模拟）

（1）电磁打点计时器使用　　V的　　电源（填“交流”或“直流”）．

（2）在“练习使用打点计时器”的实验中，利用重物牵引小车，用电磁打点计时器打点，f=50Hz，得到一条清晰的纸带．取其中的A、B、C、…七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对应如图所示．

①小车向　　运动（相对图中方位填“左”或“右”）；

②A点到D点的平均速度是　　m/s，F点瞬时速度是　　m/s；（保留三位小数）

③根据纸带可以计算小车的加速度a的大小是　　m/s2（保留2位有效数字，即从左边第一个不是0的数字起留2位数字）

（3）如果当时交变电流的频率是f=51Hz，而计算时任按f=50Hz，那么速度的测量值　　（选填：

偏大、偏小或相等）