人教版 (2019)必修 第一册3 位置变化快慢的描述——速度导学案

教学目标 核心素养

物理观念：知道打点计时器的工作原理

科学思维：通过图像的和打点计时器应用的学习，学会物理学的多种研究方法；

科学探究：要使学生学会将抽象问题形象化的处理方法

科学态度和责任：从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养同学们建立事物是相互联系的唯物主义观点

教学重点

1、打点计时器的使用

2、会用打点计时器计算平均速度和瞬时速度

3、

教学难点

1、纸带处理

2、

3、

高考考点

课  型

新授

教  具

打点计时器、电源等

教  法

教    学    过    程

教学环节

教师活动预设

学生活动预设

三、打点计时器的使用

1.仪器构造

（1）右图为电磁打点计时器的构造图，图中标出了几个主要部件的代号，它们的名称分别是：

1、       2、         3、         4、         5、     

6、        7、           8、          9、       

（2）右为电火花计时器的构造图

2．仪器原理

电磁打点计时器靠电磁感应带动探针振动通过复写纸打点;它使用     电源，由学生电源供电，工作电压在      以下，

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当电源的频率是50 Hz时，它每隔    打一个点，通电前把纸带穿过      ，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，接通电源后，在线圈和永久磁铁的作用下，      便振动起来，带动其上的       上下振动。这时，如果纸带运动，振针就通过复写纸片在纸带上留下一行小点，如果把纸带跟运动的物体连在一起，即由物体带动纸带一起运动，纸带上各点之间的距离就表示相应时间间隔中物体的          ;电火花计时器靠产生电火花放电蒸发墨粉打点,这种计时器工作时，纸带运动受到的阻力比较     ，实验误差也就比较         。

练习：在使用打点计时器前应检查（  ）

A、所用电源是否符合要求         B、纸带是否平整

C、打点周期的等时性是否良好     D、复写纸安装是否正确

【解析】（1）还应检查振针的高度是否适当，固定振动片的螺丝是否松动，如果有上述现象会出现漏点、双点、等时性不良情况。（2）如果经检查发现打点计时器有问题，不要自己调整，应请实验老师调整，（3）一个性能良好的打点计时器的振动片的固有频率和所使用交流电频率相等，这样使振动片共振，振幅较大，打点清晰，等时性好，而振动片的固有频率与振动片的长度及材料的弹性系数有关，可以通过调节振动片的长度来调整它的固有频率，改变振动片的长度，观察振动片的振幅，把振动片长度固定在振幅最大位置。本题选A、B、C、D

练习2.打在纸带上的点，记录了纸带的运动时间．如果把纸带和运动的物体连接在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置．研究纸带上的点子之间的间隔，就可以了解运动物体在不同时间内发生的位移，从而了解物体的运

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动情况．请你用简短的语言描述图示每条纸带记录的物体的运动情况．

3．平均速度和瞬时速度的测量

（1）.平均速度：两点间平均速v＝，这里Δx可以用直尺测量出两点间的距离，Δt为两点间的时间隔数与两点间时间间隔的乘积;

（2）.瞬时速度：用包含某点在内的一段时间内的平均速度粗略表示该点的瞬时速度

练习：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个测量点．其相邻两点间的距离如下图所示，每两个相邻的测量点之间的时间间隔为0.10s.

(1) 若用匀变速直线运动中某段时间中点的速度代替该过程中的平均速度.试根据纸带上各个测量点间的距离，每隔0.10s测一次速度，计算出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度，并将各个速度值填入下表(要求保留三位有效数字).

(2)以A点为计时起点，将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在下图所示的直角坐标系中，并画出小车的瞬时速度随时变化的关系图线．

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【解析】(1)每两个相邻计数点之间还有四个点未画出，所以相邻的计数点间的时间间隔=0.1s．根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度可求出打下B、C、D、E、F五个点时小车的瞬时速度大小分别是：.400m/s;0.479m/s;0.560m/s;0.640m/s;0.721m/s

三．用打点计时器测速度注意事项

1.开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。

2.先接通电源，计时器工作后，再放开小车，当小车停止运动时及时断开电源。

3.要防止钩码落地和小车跟滑轮相撞，当小车到达滑轮前及时用手按住它。

4.牵引小车的钩码个数要适当，以免加速度过大而使纸带上的点太少，或者加速度太小而使各段位移无多大差别，从而使误差增大。

练习：

1．关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是( CD )

A．打点计时器应用低压交流电源，交流电频率必须为50Hz

B．纸带必须穿过限位孔，并注意把纸带压在复写纸的上面

C．要先通电，后释放纸带，纸带通过后立即切断电源

D．为减小摩擦，每次释放纸带前应先将纸带理顺

2．关于打点计时器在纸带上打出的点痕，下列说法中正确的是( BC )

A．点痕记录了物体运动的时间和速度的大小

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B．点痕记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移

C．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况

D．根据纸带上的点痕可以知道任一时刻运动物体的瞬时速度

3．某同学在使用电磁打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是( D )                        

A．接在直流电源上     B．电源电压不稳   

C．电源频率不稳   D．打点针压得过紧

4．电磁打点计时器的打点周期取决于（ B ）

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

5．在使用打点计时器时（ACD）

A、每打完一列点子就要切断电源, 防止线圈过热而损坏

B、不要移动圆形复写纸片的位置, 以充分利用复写纸的各个部位，可保证打点清晰

C、纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面

D、侧向移动限位孔位置，在一条纸带上可以打出两列点，提高纸带的利用率

6．某同学用手水平地拉动纸带，通过打点计时器后纸带上打下一系列点，他要根据这一系列点，计算纸带运动的平均速度及判断纸带是否做匀速直线运动，则下列操作中正确的是  ( BD )

A．首先要查清共有多少个点     

B．首先从第一个能看清的点数起，查清共有多少个点

C．分别测量出每两个相邻清晰点间的距离，然后相加，把相加的结果作为所有能看清点间的总长度，用来计算平均速度

D．分别测量出每两个相邻清晰点间的距离，用来计算各段的平均速度，判断是是否是匀速运动

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7．运动小车拉动的纸带通过打点计时器后，在纸带上留下的点子中有5 个连续清晰的点，测出5 个点间的距离为20cm，则（B）

A、小车运动的平均速度为2.00m/s      

B、小车运动的平均速度为2.50m/s

C、小车运动的平均速度为200m/s       

D、小车运动的平均速度为250m/s