第一篇:(新課標(biāo))2015年高中物理 1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度教案 新人教版必修1
第四節(jié) 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識與技能
1.了解打點(diǎn)計(jì)時器的計(jì)時原理,理解紙帶中包含的物體運(yùn)動的信息(時間和位移)2.會安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時器,理解利用紙帶測量速度的原理并會測量瞬時速度 3.明確速度---時間圖象的物理意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該實(shí)驗(yàn)的 速度---時間圖象
(二)過程與方法
1.通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時器的說明書,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力 2.通過實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動信息,用數(shù)學(xué)的方法表述出來.培養(yǎng)學(xué)生獲取信
息處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法
3.通過畫速度---時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工 具在物理發(fā)展中的作用
4.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要,即要動手,又要動腦
5.經(jīng)歷科學(xué)探究過程認(rèn)識科學(xué)探究的意義,嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體的運(yùn)動
(三)情感態(tài)度價值觀
1.感受打點(diǎn)計(jì)時器的巧妙設(shè)計(jì)思路,體會物理原理在解決實(shí)際問題中的指導(dǎo) 作用,增強(qiáng)將物理知識應(yīng)用于實(shí)際生活的意識
2.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧秘 3.體驗(yàn)用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識 4.培養(yǎng)學(xué)生的交流與合作精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,并養(yǎng)成尊重他人的習(xí)慣 教學(xué)重點(diǎn):
1.學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時器
2.能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度
3.會用描點(diǎn)法描繪物體的速度---時間圖象,并從中獲取物理信息 教學(xué)難點(diǎn):處理紙帶的方法,用描點(diǎn)法畫圖象的能力 教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)、講授
教學(xué)用具:打點(diǎn)計(jì)時器, 學(xué)生電源, 導(dǎo)線, 紙帶, 刻度尺, 小車細(xì)線及鉤碼, 坐標(biāo)紙 教學(xué)過程:
(一)新課導(dǎo)入
測定物體的運(yùn)動速度并不是一件容易的事,特別是物體的速度在不斷變化時.為了簡化我們今天只研究物體的直線運(yùn)動.當(dāng)物體沿直線運(yùn)動時,其位移在不斷變化,要研究物體的運(yùn)動,我們首先要準(zhǔn)確記錄物體的運(yùn)動信息.怎樣記錄呢? 課堂活動:
請同桌的兩位同學(xué)合作用彩筆和紙帶模擬打點(diǎn)計(jì)時器.思考:
1.彩筆打出的點(diǎn)能不能準(zhǔn)確記錄紙帶的位置? 2.在打點(diǎn)時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點(diǎn)的間隔有無影響? 學(xué)生討論: 師總結(jié):彩筆打出的點(diǎn)可以記錄紙帶的位置.但在打點(diǎn)時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點(diǎn)的間隔有影響(拉的越慢紙帶上點(diǎn)越密,反之就會越稀疏)考慮到用手打點(diǎn)的時間間隔不能準(zhǔn)確相等,所以無法準(zhǔn)確測定物體的運(yùn)動速度.原因在哪? 生:原因出在用手打點(diǎn)時的時間間隔不能嚴(yán)格相等,要是有一臺打點(diǎn)時間間隔嚴(yán)格相等的儀器問題就可以解決了.(二)新課教學(xué)
師:我們今天要介紹的打點(diǎn)計(jì)時器就是可以精確記錄時間間隔和位移的儀器.1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器
布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu),個部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電的計(jì)時儀器.工作電壓為10V以下.當(dāng)電源頻率為50Hz時, 打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打一個點(diǎn).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時,線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動片將上下振動.其振動周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動振動片一端的振針就會在紙帶上打出一系列的點(diǎn).思考:電磁打點(diǎn)計(jì)時器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么? 師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器的工作原理是靠交流電的方向改變來改變電磁鐵的磁極方向,從而 使振動片上下振動的,且振動片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動片將無法振動, 打點(diǎn)計(jì)時器將打不出點(diǎn)!
2、電火花打點(diǎn)計(jì)時器
布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu),各部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電火花打點(diǎn)計(jì)時器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時器的工作電壓是220V的交流電.使用時將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時會產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時,電火花打點(diǎn)計(jì)時器也每隔0.02s打一個點(diǎn).實(shí)驗(yàn)時紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本.思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時器哪中誤差更小,為什么? 學(xué)生討論: 師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用時阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火花打點(diǎn)計(jì)時器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運(yùn)動的本身而不是打點(diǎn)時產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時電火花打點(diǎn)計(jì)時器操作簡易,安全可靠.思考2: 打點(diǎn)計(jì)時器能記錄哪些信息? 生:時間(時間間隔)和位移
3、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器
學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題: 問題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶? 師總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可.問題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)? 師總結(jié): 1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了
2.可能是振動片的振動幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動片的位置
3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置 4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止 5.可能是選擇的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過10V 問題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時器的電源? 師總結(jié): 打點(diǎn)計(jì)時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的時間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差 問題4.打點(diǎn)計(jì)時器打完點(diǎn)后要及時關(guān)閉電源,這樣做有什么好處? 師總結(jié):因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的,長期工作會導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞 問題5.處理紙帶時從某個能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個點(diǎn),這些點(diǎn)之間的時間間隔應(yīng)該怎樣確定? 師總結(jié):每2個相鄰的點(diǎn)之間的時間間隔是0.02s,n個點(diǎn)之間的時間間隔為(n-1)倍的0.02s 問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度? 師總結(jié):測出兩個點(diǎn)的距離 ,數(shù)出兩個點(diǎn)之間有n段時間間隔,則.在用公式V=x/0.02×n 即可計(jì)算出平均速度
4、用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度
思想方法:用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時速度就越精確.如圖:要計(jì)算C點(diǎn)的瞬時速度可以用B---C的平均速度來替代,也可以用C—D的平均速度來替代,還可以用E—F的平均速度來替代.這三種方法中E—F包含C點(diǎn)且比較靠近C點(diǎn),所以用E—F的平均速度來替代C點(diǎn)的瞬時速度是最精確的!
5、用圖象表示速度
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想知道紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象怎樣用圖象來表示物體的運(yùn)動速度呢? 學(xué)生討論: 師總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度---時間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.E
F 學(xué)生實(shí)際操作: 思考:我們從根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢? 學(xué)生討論: 師總結(jié):速度的變化應(yīng)該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點(diǎn)應(yīng)該更符合實(shí)際情況.小結(jié):
作業(yè):課本第26---27頁“問題與練習(xí)” 補(bǔ)充練習(xí)
1.運(yùn)動的物體帶動紙帶被打點(diǎn)計(jì)時器打上一系列的點(diǎn),這些點(diǎn)的距離不一定相等,但這些點(diǎn)能說明()A 運(yùn)動物體在一段時間內(nèi)的位移 B 運(yùn)動物體在一段時間內(nèi)的運(yùn)動快慢 C 運(yùn)動物體在某時刻的位置 D 運(yùn)動物體的運(yùn)動性質(zhì)
2.通過打點(diǎn)計(jì)時器得到的一條紙帶上的點(diǎn)子不均勻,下列判斷正確的是()A 點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動速度比較大 B 點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動速度比較小 C 點(diǎn)子不均勻說明物體在做變速運(yùn)動 D 點(diǎn)子不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時器有故障
3.在你練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點(diǎn),根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動還是變速直線運(yùn)動時()A 應(yīng)通過測量紙帶表示的運(yùn)動的全程來判斷 B 必須通過計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來判斷 C 必須通過計(jì)算全程的平均速度來計(jì)算
D可以通過測量每相鄰兩點(diǎn)間的距離,看其是否相同來判斷 參考答案
1.ABCD 2.BC 3.D
第二篇:1.4實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度教案
1.4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速(兩課時)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時器,電火花計(jì)時器的基本構(gòu)成,理解打點(diǎn)計(jì)時器的計(jì)時原理 2.經(jīng)歷使用打點(diǎn)計(jì)時器的過程,能正確、熟練地使用打點(diǎn)計(jì)時器。
2.會根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算物體運(yùn)動的平均速度,理解用平均速度表示瞬時速度所采用的思想方法,會用這種方法計(jì)算瞬時速度。
3.明確速度—時間圖象的意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出實(shí)驗(yàn)中的速度—時間圖象。4.能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪v-t圖象,并會根據(jù)畫出的圖象描繪物體運(yùn)動速度的變化特點(diǎn)。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn):1.打點(diǎn)計(jì)時器的使用。2.由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度。3.畫物體的速度—時間圖象。難點(diǎn):1.對紙帶數(shù)據(jù)的處理。2.畫圖象的方法。
三、教學(xué)方法:實(shí)驗(yàn)探究式教學(xué)方法
四、教學(xué)過程
第一課時,認(rèn)識和練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器。
1.打點(diǎn)計(jì)時器的認(rèn)識
先讓學(xué)生閱讀教材,然后老師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生回答:
(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用的是直流電還是交流電?其工作電壓為多少?(2)說出電磁打點(diǎn)計(jì)時器的構(gòu)造?工作原理?如圖1—4—1所示。(3)復(fù)寫紙放在紙帶上邊還是下邊?(4)我國交流電的頻率為50Hz,使用這種電源時,每隔多長時間打一個點(diǎn),即相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔是多少?日本的交流電頻率是60Hz,打點(diǎn)計(jì)時器還能用嗎?能用,相鄰兩個點(diǎn)之間的時間間隔是多少?(5)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶可以記錄某段時間內(nèi)的位移,能不能記錄時間?(6)解釋電火花計(jì)時器的工作原理?如圖1—4—2所示,它與電磁打點(diǎn)計(jì)時器相比,哪一種誤差小?原因是什么? 電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用低壓交流的計(jì)時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4~6V。電源頻率是50Hz時,它每隔O.02s打一個點(diǎn)。
電火花計(jì)時器是利用火花放電時在紙帶上打出點(diǎn)跡的計(jì)時儀器,其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時,墨粉紙盤套在紙盤軸上,并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源,按下脈沖輸出開關(guān)時,計(jì)時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率是50Hz時,它每隔O.02s打一次點(diǎn)。
如果把紙帶跟運(yùn)動的物體連接在一起,打點(diǎn)計(jì)時器便在紙帶上打下一系列的點(diǎn),這些點(diǎn)既記錄了運(yùn)動物體在不同時刻的位置,也記錄了相應(yīng)的時間。通過對紙帶上點(diǎn)子之間距離的研究,可以了解物體運(yùn)動的情況。注意事項(xiàng):
①打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn),如遇到打出的是短橫線,應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。
②使用計(jì)時器打點(diǎn)時,應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時器穩(wěn)定后,再釋放紙帶。③釋放物體前,應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時器的位置。
④使用電火花計(jì)時器時,應(yīng)注意把兩條白紙帶正確穿好,墨粉紙盤夾在兩紙帶之間,使用電磁打點(diǎn)計(jì)時器時,應(yīng)讓紙帶通過限位孔,壓在復(fù)寫紙下面。
2.練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器
指導(dǎo)學(xué)生動手練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器,要讓學(xué)生按步驟有序操作,并打出幾根紙帶。選擇一條點(diǎn)跡清晰的紙帶,如圖1—4—3所示,引導(dǎo)學(xué)生回答下列問題:
圖1—4—3(1)怎樣從打出的紙帶中獲取數(shù)據(jù)?指導(dǎo)學(xué)生用列表格的形式把數(shù)據(jù)列出。(2)怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度?
(用紙帶上兩個點(diǎn)之間的距離除以兩個點(diǎn)之間的時間間隔,即根據(jù)v=△x/△t,求出在任意兩點(diǎn)間的平均速度,這里△x可以用直尺測量出兩點(diǎn)間的距離,△t為兩點(diǎn)間的時間間隔數(shù)與0.02s的乘積。)(3)在打出的B、C兩個點(diǎn)的時間間隔中,紙帶運(yùn)動的平均速度是多少?(4)如果紙帶上的點(diǎn)跡分布不均,那么,點(diǎn)跡密集的地方表示運(yùn)動的速度較大還是較?。?/p>
(在紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔均為0.02s,所以點(diǎn)跡密集的地方表示紙帶運(yùn)動的速度很小)課堂練習(xí)
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用_________(交流?直流?)電源的________儀器,它的工作電壓是________伏特。當(dāng)電源頻率是50赫茲時,它每隔________s打一次點(diǎn)。
2、一同學(xué)在使用打點(diǎn)計(jì)時器時,紙帶上點(diǎn)不是圓點(diǎn)而是一些短線,這可能的原因是()
A.接在直流電源上
B.電源電壓不穩(wěn) C.電源頻率不穩(wěn)
D.打點(diǎn)針壓得過緊 解析:A.接在直流電源上不會打點(diǎn)。A錯。
B.打點(diǎn)與電壓是否穩(wěn)定無關(guān),點(diǎn)痕重輕與電壓有關(guān)。B錯。C.頻率不同打的點(diǎn)仍為圓點(diǎn)。故C錯。
D.打點(diǎn)針壓得過緊。針和紙接觸時間長,打出一些短線。D正確。答案:D
3、電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()
A.時間間隔 B.位移 C.加速度 D.平均速度
解析:從打下的紙帶上數(shù)一下點(diǎn)的個數(shù)就知道時間,因?yàn)閮蓚€點(diǎn)的時間間隔為0.02s.故A選項(xiàng)正確。
用刻度尺量一下任意兩個點(diǎn)間的距離,就知道了物體的位移。故B選項(xiàng)正確。從紙帶上不能直接得到加速度、平均速度,只可以間接計(jì)算。故C、D選項(xiàng)錯誤。答案:AB
4、電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器,當(dāng)電源頻率為50 Hz時,振針每隔0.02 s在紙帶上打一個點(diǎn),現(xiàn)在用此打點(diǎn)計(jì)時器測定物體的速度,當(dāng)電源的頻率低于50 Hz時,數(shù)據(jù)計(jì)算仍然是按照每隔0.02 s打一個點(diǎn)來處理的.則測出的速度數(shù)值與物體的實(shí)際速度相比,是偏大還是偏小?為什么?
解析:當(dāng)電源頻率低于50 Hz時,實(shí)驗(yàn)中實(shí)際時間間隔大于0.02 s,數(shù)值計(jì)算時如按照實(shí)際時間間隔,得到實(shí)際速度,若實(shí)驗(yàn)時仍用0.02 s作為時間間隔來計(jì)算,實(shí)驗(yàn)數(shù)值比物體的實(shí)際速度偏大.
點(diǎn)評:有關(guān)實(shí)驗(yàn)誤差的分析對學(xué)生來說是一個難點(diǎn),突破方法是根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析,同學(xué)們應(yīng)該仔細(xì)體會,理解.
課堂小節(jié):知道打點(diǎn)計(jì)時器的原理,學(xué)會使用打點(diǎn)計(jì)時器。
課后作業(yè):預(yù)習(xí)P20-22用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度、用圖象表示速度兩個專題,從自己打的紙帶中選擇一條點(diǎn)跡清晰的完成兩專題的內(nèi)容。課后反思:
第二課時:學(xué)會紙帶數(shù)據(jù)數(shù)理和用圖象表示速度。
3.用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度
(1)在圖1—4—3中求出B、C之間的平均速度,如果要求不很精確,能否用該平均速度表示B點(diǎn)右邊一點(diǎn)的瞬時速度?(2)能否把該點(diǎn)的速度表示的更準(zhǔn)確一點(diǎn)?(3)如果想每隔0.1s測一次速度,應(yīng)怎么辦?(4)把測量所選“測量點(diǎn)”在內(nèi)的一段位移填入表格。(5)引導(dǎo)學(xué)生求出上述“測量點(diǎn)”附近的平均速度。
(6)引導(dǎo)學(xué)生把上述的平均速度作為對應(yīng)點(diǎn)的瞬時速度填入表格。(7)引導(dǎo)學(xué)生分析表格中速度的變化情況。4.用圖象表示速度
為了更直觀地反映物體的運(yùn)動情況,我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的變化規(guī)律。以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)計(jì)算出的不同時刻對應(yīng)的瞬時速度值,在坐標(biāo)系中描點(diǎn),最后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關(guān)系的圖象。
教師提出下列問題:
(1)圖象上每一點(diǎn)的意義是什么?(表示該時刻物體的瞬時速度)(2)如要求這些點(diǎn)中間一個時刻的速度是多少,應(yīng)怎么辦?(把這些點(diǎn)連接起來,在連線上與該時刻對應(yīng)的點(diǎn)的速度就是該時刻的瞬時速度)(3)把這些點(diǎn)連接起來,是什么形狀?(是折線。因速度的實(shí)際變化是比較平滑的,故要用平滑的曲線把它們連接起來)
5、知識擴(kuò)展
(1)用頻閃照攝影沒速度 【例1】用同一底片對著小球運(yùn)動的路徑每隔0.1 s拍一次照,得到的照片如圖1-4-4所示.求小球的平均速度.
圖1-4-4
解析:根據(jù)題意,小球從1 cm到6 cm位置,位移s=5 cm,所用時間t=0.3 s,平均速度v=s/t=0.17 m/s.
點(diǎn)評:本題初看是一新情景的題,經(jīng)分析可看出本題的做法與利用打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法一致.題目不難,學(xué)生能很快求出平均速度.所以培養(yǎng)學(xué)生的遷移能力是非常重要的.
(2)借助傳感器用計(jì)算機(jī)測速度P22做一做 【例2】
(3)氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)時器P23科學(xué)漫步?!纠?】
?【例4】如圖1-4-5所示,是一條利用打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶,0、1、2、3、4、5、6是七個計(jì)數(shù)點(diǎn),每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離如圖所示.求出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時速度并畫出速度一時間圖線.
解析:(1)1點(diǎn)是0、2間的中間時刻,求出0、2間的平均速度即可認(rèn)為是1點(diǎn)的瞬時速度,同理2、3、4、5點(diǎn)的瞬時速度也可求出.0和6兩個點(diǎn)的瞬時速度不便求出.然后畫出速度一時間圖線.注意相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0。1S即:v1=0.195m/s,v2=0.40m/s,v3=0.51m/s,v4=0.69m/s,v5=0.70m/s。
(2)以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系.
橫坐標(biāo):表示時間 縱坐標(biāo):表示速度
根據(jù)第一問計(jì)算出的結(jié)果在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn),然后連線得到圖象如圖1-4-6所示.
圖1-4-5
圖1-4-6 課堂小結(jié): 課后作業(yè):
1、思考P24“說一說”欄目中提出的問題,2、完成P26“問題與練習(xí)”中的問題?!皢栴}與練習(xí)”(P26)參考答案
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器誤差較大。
因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)時振針與復(fù)寫紙對紙帶的摩擦力較大,而電火花相對阻力較小,另外,電磁打點(diǎn)時容易出現(xiàn)振針壓的過緊、過松、復(fù)寫紙不好用都不易把點(diǎn)打清晰,所以電火花計(jì)時器誤差較小。
2、解:(1)紙帶左端與重物相連。
(2)取離A點(diǎn)最近的兩個點(diǎn),求其兩點(diǎn)間的平均速度就可代替A點(diǎn)的瞬時速度。
因?yàn)樵贏的附近取的點(diǎn)越近,用平均速度代替A點(diǎn)的速度就越精確,而離A最近的只能是BC兩點(diǎn),所以如此。
3、對甲:物體開始有初速度,方向?yàn)檎?,在運(yùn)動過程中是大小不變,方向也不變化的,所以甲是勻速直線運(yùn)動,速度的大小方向都不變,運(yùn)動方向也不變。
對乙:物體開始初速度為0,向正向運(yùn)動,到達(dá)一定值后大小方向不變,一段時間后速度開始變小,方向不變,直到減為零,而運(yùn)動方向不變。速度大小變化,方向沒變。
4、兩相鄰點(diǎn)距離與紙帶速度有關(guān),速度越大距離越大。兩相鄰點(diǎn)的時間都是1s,紙帶快慢不影響。
課后反思:
閱讀材料:打點(diǎn)計(jì)時器原理及使用
教材上用的是J0203型打點(diǎn)計(jì)時器,其工作原理可用右圖說明.當(dāng)線圈中通入的交流電為正半周時,設(shè)電流方向如圖甲,則線圈中被磁化的鋼制簧片左端為N極,永磁體的磁場就使簧片向下運(yùn)動,振針就在紙帶上打出一個點(diǎn);當(dāng)交流電為負(fù)半周時,電流方向如圖乙,簧片左端變?yōu)閟極,永磁體的磁場就使簧片向上運(yùn)動.如此反復(fù)作用,簧片就振動起來.制造時使簧片的固有頻率為50赫,等于交流電的頻率,這樣簧片就發(fā)生共振,振動頻率也是50赫,即周期為O.02秒,并且有較大的振幅。于是振針就每隔O.02秒向紙帶上打出一個清晰的點(diǎn)。
打點(diǎn)計(jì)時器在使用前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn),打點(diǎn)周期的等時性不好的要進(jìn)行調(diào)整,具體方法請參閱后面的參考資料。振針的高度應(yīng)適當(dāng),并且不要松動,否則會出現(xiàn)漏點(diǎn)、雙點(diǎn)、等時性不良等缺點(diǎn),并對紙帶產(chǎn)生過大的摩擦阻力。紙帶在使用前要整平(可用熨斗熨),以免造成打點(diǎn)間隔變化或點(diǎn)子不
清晰.每打完一條紙帶,要將圓形復(fù)寫紙片的位置調(diào)整一下,以充分利用它的不同部位,保證打點(diǎn)清晰。打點(diǎn)器是按間歇工作設(shè)計(jì)的,每打完一條紙帶要及時切斷電源,防止線圈過熱而損壞.在紙帶上測量長度時:不要用短尺一段一段她測量后相加.以免誤差積累。打出的紙帶要貼在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中,作為原始記錄。資料袋:
高速攝影與頻閃攝影
人們稱攝影為瞬間藝術(shù),但只有當(dāng)高速攝影出現(xiàn)后,才有了真正意義上的瞬間攝影。普通閃光燈持續(xù)發(fā)光時間可達(dá)到1/20000 s,這對于拍攝體育運(yùn)動等素材是夠用了。然而子彈飛行時的速度少說也有數(shù)百米每秒,要想抓拍子彈運(yùn)動的瞬間,曝光時間要用百萬分之一秒的數(shù)量級。后來人們開始使用激光光源以達(dá)到在更短時間中發(fā)出更強(qiáng)烈的照明,才能清楚地將它的影像凝固在底片上。
高速攝影有廣泛的用途。例如,在汽車的快速碰撞試驗(yàn)的研究中,人們先把碰撞的過程拍攝成電影,然后以很慢的速度放映,以便觀察在碰撞期間車身如何變形,從而發(fā)現(xiàn)薄弱的那位。又如,某些昆蟲具有令人驚嘆的飛行技巧,如在急速飛行過程中急劇減速、懸空停住、以不超過其身長的半徑轉(zhuǎn)彎等。借助高速攝影技術(shù),可以對它們運(yùn)動過程中的振翅情況進(jìn)行研究。
高速攝影甚至在繪畫藝術(shù)中也發(fā)揮了作用。以前誰也沒有清楚地見過奔馬的四只蹄子到底是如何擺動的,以至于畫家們一直憑借主觀感覺去畫奔馬。借助高速攝影技術(shù),人們對此才有了正確的認(rèn)識。
閃光頻閃攝影是借助于電子閃光燈的連續(xù)閃光,在一張底片上記錄運(yùn)動物體的連續(xù)運(yùn)動過程的攝影技術(shù)。頻閃攝影的關(guān)鍵器材是電子頻閃燈。當(dāng)電子頻閃燈充足電后,就可以像連發(fā)手槍一樣,一次緊接一次地頻繁閃光。閃光頻率越高,底片曝光次數(shù)越多,在照片上出現(xiàn)的影像也越多。高頻電子頻閃燈的閃光頻率(每秒鐘的閃光次數(shù))可達(dá)上百次。
用電子頻閃燈拍攝頻閃照片應(yīng)選擇一個黑色的背景,被攝者距離背景盡可能遠(yuǎn)些,以避免頻閃光照亮背景,或在畫面中出現(xiàn)影子,從而影響主體的效果。如果主體距離背景比較近,最好使閃光燈與被攝物體形成側(cè)光和側(cè)逆光的照射角度,被攝物體也最好有明顯的輪廓線條,從而防止影像與背景的色調(diào)混雜。相機(jī)與被攝者的距離要近一些,這是因?yàn)樵O(shè)定頻閃后,閃光指數(shù)會下降很多。
第三篇:物理①必修1.4《實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度》教案
1.4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
【教學(xué)目標(biāo)】
1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時器和電火花打點(diǎn)計(jì)時器的基本構(gòu)成,知道打點(diǎn)計(jì)時器的計(jì)時原理,并學(xué)會安裝和使用打點(diǎn)計(jì)時器。
2.學(xué)會根據(jù)紙帶上的點(diǎn)分析速度的變化情況,并學(xué)會測定平均速度和測量瞬時速度。3.明確速度—時間圖象的意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出實(shí)驗(yàn)中的速度—時間圖象。4.通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量物理量的方法。
5.通過畫速度—時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用。
【教學(xué)重點(diǎn)】 1.打點(diǎn)計(jì)時器的使用。
2.由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度。3.畫物體的速度—時間圖象。
【教學(xué)難點(diǎn) 】
1.對紙帶數(shù)據(jù)的處理。2.畫圖象的方法?!菊n時安排】 1課時 【教學(xué)過程】
一、導(dǎo)入新課
測定物體的運(yùn)動速度并不是一件容易的事,特別是物體的速度在不斷變化時.為了簡化我們今天只研究物體的直線運(yùn)動.當(dāng)物體沿直線運(yùn)動時,其位移在不斷變化,要研究物體的運(yùn)動,我們首先要準(zhǔn)確記錄物體的運(yùn)動信息.怎樣記錄呢?
請同桌的兩位同學(xué)合作用彩筆和紙帶模擬打點(diǎn)計(jì)時器.思考1.彩筆打出的點(diǎn)能不能準(zhǔn)確記錄紙帶的位置? 2.在打點(diǎn)時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點(diǎn)的間隔有無影響? 學(xué)生討論: 師總結(jié):彩筆打出的點(diǎn)可以記錄紙帶的位置.但在打點(diǎn)時間間隔大致相同的情況下,紙帶拉動的快慢對紙帶上點(diǎn)的間隔有影響(拉的越慢紙帶上點(diǎn)越密,反之就會越稀疏)考慮到用手
打點(diǎn)的時間間隔不能準(zhǔn)確相等,所以無法準(zhǔn)確測定物體的運(yùn)動速度.原因在哪? 學(xué)生:原因出在用手打點(diǎn)時的時間間隔不能嚴(yán)格相等,要是有一臺打點(diǎn)時間間隔嚴(yán)格相等的儀器問題就可以解決了.二、新課教學(xué)
師:我們今天要介紹的打點(diǎn)計(jì)時器就是可以精確記錄時間間隔和位移的儀器.(一)電磁打點(diǎn)計(jì)時器
布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu),各部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電的計(jì)時儀器.工作電壓為6V以下.當(dāng)電源頻率為50Hz時, 打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打一個點(diǎn).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時,線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動片將上下振動.其振動周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動,振動片一端的振針就會在紙帶上打出一系列的點(diǎn).思考:電磁打點(diǎn)計(jì)時器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么? 師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器的工作原理是靠交流電的方向改變來改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動片上下振動的,且振動片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動片將無法振動, 打點(diǎn)計(jì)時器將打不出點(diǎn)!(二)電火花打點(diǎn)計(jì)時器
布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu),各部分的名稱,工作原理及使用方法.師總結(jié):電火花打點(diǎn)計(jì)時器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時器的工作電壓是220V的交流電.使用時將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.電火花打點(diǎn)計(jì)時器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時會產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時,電火花打點(diǎn)計(jì)時器也每隔0.02s打一個點(diǎn).實(shí)驗(yàn)時紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本.思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時器哪中誤差更小,為什么? 學(xué)生討論: 師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用時阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙
帶間的摩擦.而電火花打點(diǎn)計(jì)時器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運(yùn)動的本身而不是打點(diǎn)時產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時電火花打點(diǎn)計(jì)時器操作簡易,安全可靠.思考2: 打點(diǎn)計(jì)時器能記錄哪些信息? 學(xué)生:時間(時間間隔)和位移
(三)練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器
學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題: 問題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶? 師總結(jié):將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位釘上,推動調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可.問題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)? 師總結(jié): 1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了
2.可能是振動片的振動幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動片的位置
3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置
4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止 5.可能是選擇的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓。
問題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時器的電源? 師總結(jié): 打點(diǎn)計(jì)時器打開電源后要經(jīng)過一個短暫的時間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差
問題4.打點(diǎn)計(jì)時器打完點(diǎn)后要及時關(guān)閉電源,這樣做有什么好處? 師總結(jié):因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的,長期工作會導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞 問題5.處理紙帶時從某個能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個點(diǎn),這些點(diǎn)之間的時間間隔應(yīng)該怎樣確定? 師總結(jié):每2個相鄰的點(diǎn)之間的時間間隔是0.02s,n個點(diǎn)之間的時間間隔為(n-1)倍的0.02s 問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度? 師總結(jié):測出兩個點(diǎn)的距離?x,數(shù)出兩個點(diǎn)之間有n段時間間隔,則?t?0.02n.在用公式
v??x?t即可計(jì)算出平均速度
(四)用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度
思想方法:用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時速度.所取的時間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時速度就越精確.如圖:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時速度可以用D---E的平均速度來替代,也可以用E—F的平均速度來替代,還可以用D—F的平均速度來替代.這三種方法中D—F包含E點(diǎn)切比較靠近E點(diǎn),所以用D—F的平均速度來替代E點(diǎn)的瞬時速度是最精確的!可以用同樣的方法計(jì)算出圖中各點(diǎn)的瞬時速度填入課本24頁的表2中,從表中列出的點(diǎn)我們可以粗略的了解紙帶的運(yùn)動情況.(五)用圖象表示速度
在得到的數(shù)據(jù)中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想知道紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象怎樣用圖象來表示物體的運(yùn)動速度呢? 學(xué)生討論: 師總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)所得數(shù)據(jù)中各個時刻的速度,將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度---時間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象.學(xué)生實(shí)際操作: 思考:我們從根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢? 學(xué)生討論: 師總結(jié):速度的變化應(yīng)該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點(diǎn)應(yīng)該更符合實(shí)際情況.六、板書設(shè)計(jì):
第四節(jié)
用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
1.電磁打點(diǎn)計(jì)時器
靠電磁感應(yīng)帶動振針振動通過復(fù)寫紙打點(diǎn) 2.電火花打點(diǎn)計(jì)時器
靠產(chǎn)生的電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn) D
E F
G
3.測量瞬時速度
用包含某點(diǎn)的一段時間的平均速度來粗略表示該點(diǎn)的瞬時速度 4.速度—時間圖象
以時間為橫坐標(biāo),速度為縱坐標(biāo),描點(diǎn)連線作出的平滑圖象
七、布置作業(yè):
1.閱讀本節(jié)課文,掌握打點(diǎn)計(jì)時器的使用 2.完成課后練習(xí)1題
課堂練習(xí)
1.運(yùn)動的物體帶動紙帶被打點(diǎn)計(jì)時器打上一系列的點(diǎn),這些點(diǎn)的距離不一定相等,但這些點(diǎn)能說明
()A.運(yùn)動物體在一段時間內(nèi)的位移 B.運(yùn)動物體在一段時間內(nèi)的運(yùn)動快慢 C.運(yùn)動物體在某時刻的位置 D.運(yùn)動物體的運(yùn)動性質(zhì)
2.通過打點(diǎn)計(jì)時器得到的一條紙帶上的點(diǎn)子不均勻,下列判斷正確的是
()A.點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動速度比較大 B.點(diǎn)子密集的地方物體的運(yùn)動速度比較小 C.點(diǎn)子不均勻說明物體在做變速運(yùn)動 D.點(diǎn)子不均勻說明打點(diǎn)計(jì)時器有故障
3.在你練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器時,小車拖動紙帶并在上面打下一系列的小點(diǎn),根據(jù)你所打出紙帶,在判斷紙帶表示的運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動還是變速直線運(yùn)動時
()A.應(yīng)通過測量紙帶表示的運(yùn)動的全程來判斷 B.必須通過計(jì)算任意兩點(diǎn)間的平均速度來判斷 C.必須通過計(jì)算全程的平均速度來計(jì)算
D.可以通過測量每相鄰兩點(diǎn)間的距離,看其是否相同來判斷
參考答案
1.ABCD
2.BC
3.D
第四篇:用打點(diǎn)計(jì)時器測速度 教案
1.4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
★新課標(biāo)要求
(一)知識與技能
1、了解兩種打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。
2、會安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時器。
3、理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。
4、明確速度—時間圖象的意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度—時間圖象。
(二)過程與方法
1、通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時器的說明書,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。
2、通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。
3、通過畫速度—時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用。
4、體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要,既要動手,更要動腦。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1、感覺打點(diǎn)計(jì)時器的巧妙設(shè)計(jì)思路,體會物理原理在解決實(shí)際問題中的指導(dǎo)作用,增強(qiáng)將物理知識應(yīng)用于生活實(shí)際的意識。
2、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧妙。
3、培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。★教學(xué)重點(diǎn)
1、打點(diǎn)計(jì)時器的使用。
2、由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度。
3、畫物體的速度—時間圖象?!锝虒W(xué)難點(diǎn)
1、對紙帶數(shù)據(jù)的處理。
2、畫圖象的方法。★教學(xué)方法
教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,親自動手實(shí)驗(yàn),并討論、交流學(xué)習(xí)成果?!锝虒W(xué)過程
(一)課前活動
教師活動:課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生活動:學(xué)生看書明確實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)儀器。
(二)進(jìn)行新課
1、對“打點(diǎn)計(jì)時器的認(rèn)識”的學(xué)習(xí)
教師活動:教師布置學(xué)生對照儀器看說明書,引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)部分
學(xué)生活動:觀察打點(diǎn)計(jì)時器并閱讀其使用說明書,明確兩種打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法。
教師活動:指導(dǎo)學(xué)生動手練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器,并引導(dǎo)學(xué)生思考:紙帶上的點(diǎn)與小車的位移和時間是如何對應(yīng)的,怎樣將紙帶上的點(diǎn)變成相關(guān)的數(shù)據(jù)。
學(xué)生活動:動手練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器,打出幾條紙帶,討論怎樣獲取數(shù)據(jù),并用列表格的形式把數(shù)據(jù)列出。
教師活動:聆聽學(xué)生回答,進(jìn)行點(diǎn)評和指導(dǎo)。
學(xué)生活動:思考23頁的思考與談?wù)摚涸鯓痈鶕?jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度?如果紙帶上的點(diǎn)跡分布不均,那么,點(diǎn)跡密集的地方表示運(yùn)動的速度較大還是較?。?/p>
教師活動:聆聽學(xué)生回答,進(jìn)行點(diǎn)評。
2、用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度 教師活動:根據(jù)前面所學(xué)的瞬時速度的理論,引導(dǎo)學(xué)生怎樣計(jì)算實(shí)際運(yùn)動中物體的瞬時速度。教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生活動:討論怎樣獲取數(shù)據(jù),怎樣根據(jù)自己的紙帶計(jì)算不同時刻的瞬時速度并采用列表法有條理的列出。
3、用圖象表示速度
教師活動:引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣畫出速度—時間圖象,為什么要用平滑的曲線“擬合”。學(xué)生活動:根據(jù)前面計(jì)算的瞬時速度,畫出速度—時間圖象,同組各成員之間再次比較運(yùn)動的區(qū)別,感受不同的運(yùn)動規(guī)律。體會交流“擬合”的意義。
教師活動:聆聽學(xué)生回答,點(diǎn)評。
(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評
1、打點(diǎn)計(jì)時器的原理構(gòu)造(如圖)
實(shí)驗(yàn)原理:(1)電磁打點(diǎn)計(jì)時器:它是利用電磁感應(yīng)原理打點(diǎn)計(jì)時的一種儀器,當(dāng)通過4—6V低壓交流電時,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片便上下振動起來,位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點(diǎn),這時,如果紙帶運(yùn)動,振針就在紙帶上打出一系列點(diǎn),當(dāng)交流電源頻率為50Hz時,它每隔0.02s打一點(diǎn),即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔為0.02s。
(2)電火花計(jì)時器:它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時儀器。當(dāng)接通220V交流電源,按下脈沖輸出開關(guān)時,計(jì)時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運(yùn)動紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時,它也是每隔0.02s打一次點(diǎn),即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔也是0.02s。
電火花計(jì)時器工作時,紙帶運(yùn)動時受到的阻力小,比電磁打點(diǎn)計(jì)時器實(shí)驗(yàn)誤差小。打在紙帶上的點(diǎn),記錄了紙帶運(yùn)動的時間,如果把紙帶跟物體連在一起,紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出運(yùn)動物體在不同時刻的位置。
2、帶分析物體的運(yùn)動情況并能計(jì)算平均速度。
(1)在紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔均為0.02s(電源頻率為50Hz),所以點(diǎn)跡密集的地方表示紙帶運(yùn)動的速度很小。
(2)根據(jù)v=△x/△t,求出在任意兩點(diǎn)間的平均速度,這里△x可以用直尺測量出兩點(diǎn)間的距離,△t為兩點(diǎn)間的時間間隔數(shù)與0.02s的乘積。這里必須明確所求的是哪兩點(diǎn)之間的平均速度。
3、粗略計(jì)算瞬時速度。
某點(diǎn)E的瞬時速度可以粗略地由包含E點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度來表示。如圖1.4-1,vE≈vDG,或vE=vDF。
說明:在粗略計(jì)算E點(diǎn)的瞬時速度時,可利用公式v=△x/△t來求解,但須注意的是,如果取離E點(diǎn)越接近的兩點(diǎn)來求平均速度,這個平均速度越接近E點(diǎn)的瞬時速度,但是距離太小會使測量誤差增大,應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個點(diǎn)。
4、v-t圖象與其畫法
為了更直觀地反映物體的運(yùn)動情況,我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的變化規(guī)律。以速度v為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)計(jì)算出的不同時刻對應(yīng)的瞬時速度值,在坐標(biāo)系中描點(diǎn),最后用平滑曲線把這些點(diǎn)連接起來就得到了一條能夠描述速度v與時間t關(guān)系的圖象。
5、實(shí)驗(yàn)器材
電磁打點(diǎn)計(jì)時器(或電火花計(jì)時器)及紙帶、刻度尺、電源、導(dǎo)線等。
6、注意事項(xiàng)
(1)電源電壓要符合要求,電磁打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)使用10V以下的交流電源;電火花計(jì)時器要使用220V交流電源。
(2)實(shí)驗(yàn)前要檢查打點(diǎn)的穩(wěn)定性和清晰程度,必要時要進(jìn)行調(diào)節(jié)或更換器材。(3)使用打點(diǎn)計(jì)時器應(yīng)先接通電源,待打點(diǎn)計(jì)時器穩(wěn)定后再用手拉紙帶。(4)手拉紙帶時,速度應(yīng)快一些,以防點(diǎn)跡太密集。
(四)實(shí)例探究 ☆打點(diǎn)計(jì)時器及應(yīng)用
[例1]一同學(xué)在使用打點(diǎn)計(jì)時器時,紙帶上點(diǎn)不是圓點(diǎn)而是一些短線,這可能的原因是()
A.接在直流電源上
B.電源電壓不穩(wěn) C.電源頻率不穩(wěn)
D.打點(diǎn)針壓得過緊 解析:A.接在直流電源上不會打點(diǎn)。A錯。
B.打點(diǎn)與電壓是否穩(wěn)定無關(guān),點(diǎn)痕重輕與電壓有關(guān)。B錯。C.頻率不同打的點(diǎn)仍為圓點(diǎn)。故C錯。
D.打點(diǎn)針壓得過緊。針和紙接觸時間長,打出一些短線。D正確。答案:D ☆打點(diǎn)計(jì)時器直接測量的量
[例2]電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器,根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙
帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是()
A.時間間隔
B.位移
C.加速度
D.平均速度
解析:從打下的紙帶上數(shù)一下點(diǎn)的個數(shù)就知道時間,因?yàn)閮蓚€點(diǎn)的時間間隔為0.02s.故A選項(xiàng)正確。
用刻度尺量一下任意兩個點(diǎn)間的距離,就知道了物體的位移。故B選項(xiàng)正確。從紙帶上不能直接得到加速度、平均速度,只可以間接計(jì)算。故C、D選項(xiàng)錯誤。答案:AB [例3] 用接在50 Hz 交流電源上的打點(diǎn)計(jì)時器,測定小車速度,某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶,如下圖所示,從比較清晰的點(diǎn)起,每五個打印點(diǎn)取一個記數(shù)點(diǎn),分別標(biāo)明0、l、2、3、4??,量得0與 1兩點(diǎn)間距離x1=30mm,3與4兩點(diǎn)間的距離x2=48mm,則小車在0與1兩點(diǎn)間平均速度為
m/s。
解析:0~1兩點(diǎn)間的平均速度v?x10.03??0.3m/s T0.1
★課余作業(yè)
1、思考P24“說一說”欄目中提出的問題,2、完成P26“問題與練習(xí)”中的問題。
3、閱讀教材P26“科學(xué)漫步”《氣墊導(dǎo)軌和數(shù)字計(jì)數(shù)器》短文,思考并回答文后提出的問題。
★“問題與練習(xí)”(P26)參考答案
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器誤差較大。
因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)時振針與復(fù)寫紙對紙帶的摩擦力較大,而電火花相對阻力較小,另外,電磁打點(diǎn)時容易出現(xiàn)振針壓的過緊、過松、復(fù)寫紙不好用都不易把點(diǎn)打清晰,所以電火花計(jì)時器誤差較小。
2、解:(1)紙帶左端與重物相連。
(2)取離A點(diǎn)最近的兩個點(diǎn),求其兩點(diǎn)間的平均速度就可代替A點(diǎn)的瞬時速度。因?yàn)樵贏的附近取的點(diǎn)越近,用平均速度代替A點(diǎn)的速度就越精確,而離A最近的只能是BC兩點(diǎn),所以如此。
3、對甲:物體開始有初速度,方向?yàn)檎谶\(yùn)動過程中是大小不變,方向也不變化的,所以甲是勻速直線運(yùn)動,速度的大小方向都不變,運(yùn)動方向也不變。
對乙:物體開始初速度為0,向正向運(yùn)動,到達(dá)一定值后大小方向不變,一段時間后速度開始變小,方向不變,直到減為零,而運(yùn)動方向不變。速度大小變化,方向沒變。
4、兩相鄰點(diǎn)距離與紙帶速度有關(guān),速度越大距離越大。兩相鄰點(diǎn)的時間都是1s,紙帶快慢不影響。★教學(xué)體會:
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動,物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。★資料袋:
高速攝影與頻閃攝影
人們稱攝影為瞬間藝術(shù),但只有當(dāng)高速攝影出現(xiàn)后,才有了真正意義上的瞬間攝影。普通閃光燈持續(xù)發(fā)光時間可達(dá)到1/20000 s,這對于拍攝體育運(yùn)動等素材是夠用了。然而子彈飛行時的速度少說也有數(shù)百米每秒,要想抓拍子彈運(yùn)動的瞬間,曝光時間要用百萬分之一秒的數(shù)量級。后來人們開始使用激光光源以達(dá)到在更短時間中發(fā)出更強(qiáng)烈的照明,才能清楚地將它的影像凝固在底片上。
高速攝影有廣泛的用途。例如,在汽車的快速碰撞試驗(yàn)的研究中,人們先把碰撞的過程拍攝成電影,然后以很慢的速度放映,以便觀察在碰撞期間車身如何變形,從而發(fā)現(xiàn)薄弱的那位。又如,某些昆蟲具有令人驚嘆的飛行技巧,如在急速飛行過程中急劇減速、懸空停住、以不超過其身長的半徑轉(zhuǎn)彎等。借助高速攝影技術(shù),可以對它們運(yùn)動過程中的振翅情況進(jìn)行研究。
高速攝影甚至在繪畫藝術(shù)中也發(fā)揮了作用。以前誰也沒有清楚地見過奔馬的四只蹄子到底是如何擺動的,以至于畫家們一直憑借主觀感覺去畫奔馬。借助高速攝影技術(shù),人們對此才有了正確的認(rèn)識。
閃光頻閃攝影是借助于電子閃光燈的連續(xù)閃光,在一張底片上記錄運(yùn)動物體的連續(xù)運(yùn)動過程的攝影技術(shù)。頻閃攝影的關(guān)鍵器材是電子頻閃燈。當(dāng)電子頻閃燈充足電后,就可以像連發(fā)手槍一樣,一次緊接一次地頻繁閃光。閃光頻率越高,底片曝光次數(shù)越多,在照片上出現(xiàn)的影像也越多。高頻電子頻閃燈的閃光頻率(每秒鐘的閃光次數(shù))可達(dá)上百次。用電子頻閃燈拍攝頻閃照片應(yīng)選擇一個黑色的背景,被攝者距離背景盡可能遠(yuǎn)些,以避免頻閃光照亮背景,或在畫面中出現(xiàn)影子,從而影響主體的效果。如果主體距離背景比較近,最好使閃光燈與被攝物體形成側(cè)光和側(cè)逆光的照射角度,被攝物體也最好有明顯的輪廓線條,從而防止影像與背景的色調(diào)混雜。相機(jī)與被攝者的距離要近一些,這是因?yàn)樵O(shè)定頻閃后,閃光指數(shù)會下降很多。
第五篇:《實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度》教案設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
【教學(xué)目標(biāo)】:(一)知識目標(biāo):
1、了解兩種打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。
2、會安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時器。
3、理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。
4、明確速度—時間圖象的意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度—時間圖象。
(二)能力目標(biāo):
1.通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時器的說明書,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力. 2.通過實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動信息,用數(shù)學(xué)方法表述出來.培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法.
3.通過畫速度一時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用.
4.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要,既要動手,更要動腦.(三)德育目標(biāo):
1、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程,體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧妙。
2、培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】:
1、打點(diǎn)計(jì)時器的使用。
2、由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度。
3、畫物體的速度—時間圖象?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】:
1、對紙帶數(shù)據(jù)的處理。
2、畫圖象的方法。
【教學(xué)方法】:探究、講授、討論
【教學(xué)用具】:多媒體課件、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、電火花計(jì)時器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙
【教學(xué)過程】:
(一)引入
測定物體的速度并不是一件很容易的事情,特別是當(dāng)物體的運(yùn)動速度在不停變化時,測定某時刻的速度更是比較困難的,如上下飛舞的蝴蝶,要確定它某一時刻的速度是很困難的.我們現(xiàn)在只研究直線運(yùn)動的速度的測量問題.今天,我們來學(xué)習(xí)測量速度的一種方法
(二)新課教學(xué):
1、打點(diǎn)計(jì)時器的認(rèn)識(展示實(shí)物)提出問題:
1、打點(diǎn)計(jì)時器分為幾種,結(jié)構(gòu)上有什么不同?
2、他們在工作要求上,有什么不同? 3 他們是怎么工作的? 學(xué)生活動:看課本,觀察實(shí)驗(yàn)儀器,四個人一組進(jìn)行討論.提問學(xué)生并總結(jié): 1電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器,工作電壓為4 V~6 V.當(dāng)電源的頻率是50 Hz時,它每隔0.02 s打一次點(diǎn).當(dāng)接通電源時,線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片(由彈簧鋼制成)磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中.由于振動片的磁極隨著電流方向的改變面不斷變化,在永久磁鐵的磁場作用下,振動片將上下振動,其振動周期與線圈中的電流變化局期一致,即為0.02s.位于振片一端的振針就跟著上下振動起來,這時,如果紙帶運(yùn)動,振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。
2電火花計(jì)時器:它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時儀器。當(dāng)接通220V交流電源,按下脈沖輸出開關(guān)時,計(jì)時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運(yùn)動紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時,它也是每隔0.02s打一次點(diǎn),即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時間間隔也是0.02s。
學(xué)生思考:
1、電磁打點(diǎn)計(jì)時器使用低壓交流電源工作,大家想一想能不能使用直流電源,為什么? 答案:工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向,從而促使振動片上下振動,并且振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致。若使用50 Hz的交流電,打點(diǎn)的時間間隔為0.02s.這個值正好是電源頻率的倒數(shù)。
2、從原理上考慮,電火花計(jì)時器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時器相比,哪個更好些,誤差可能會更小? 答案:電火花計(jì)時器可能會更好些,因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?/p>
2、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器
提出問題:
1、使用打點(diǎn)計(jì)時器,應(yīng)該按照怎么樣的步驟?
2、紙帶上的點(diǎn)與小車的位移和時間是如何對應(yīng)的,怎樣將紙帶上的點(diǎn)變成相關(guān)的數(shù)據(jù)? 學(xué)生活動:看課本 ,四個人一組進(jìn)行討論.提問并總結(jié):
1、使用電火花計(jì)時器在紙帶上打點(diǎn),安裝紙帶的方法有兩種,一種是用一條紙帶從墨粉盤下穿過,打點(diǎn)時墨粉盤不隨紙帶轉(zhuǎn)動,電火花只將墨粉盤上某一位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上,打出的點(diǎn)跡顏色較淡,打過一條紙帶后要將墨粉盤轉(zhuǎn)一角度再打另一條紙帶.學(xué)生實(shí)驗(yàn)時可采用這一方法.另一種是用兩條紙帶,將墨粉盤夾在中間,拖動紙帶時由于兩條紙帶的摩擦作用,墨粉盤會隨紙帶轉(zhuǎn)動,電火花將墨粉盤上不同位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上,所以打出的點(diǎn)跡顏色較重.墨粉盤上面的一條紙帶沒有點(diǎn)跡,可重復(fù)使用.用一條紙帶打點(diǎn)時,紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器之間的摩擦阻力較小,用兩條紙帶打點(diǎn)時摩擦阻力較大.不管用哪種方法,打完紙帶后應(yīng)立即切斷電源.
2、兩點(diǎn)之間的時間為0.02秒,n個點(diǎn)之間的時間為0.02*(n-1)
3、用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度
提出問題: 根據(jù)前面所學(xué)的瞬時速度的理論,引導(dǎo)學(xué)生怎樣計(jì)算實(shí)際運(yùn)動中物體的瞬時速度? 學(xué)生活動: 討論怎樣獲取數(shù)據(jù),怎樣根據(jù)自己的紙帶計(jì)算不同時刻的瞬時速度并采用列表法有條理的列出。
提問總結(jié): 為了測量打點(diǎn)計(jì)時器在打出某個點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度,可以測量包括該點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度,用來代替瞬時速度。這兩點(diǎn)離該點(diǎn)越近,平均速度越接近該點(diǎn)的瞬時速度。然而,兩點(diǎn)距離過小則測量誤差增大,須根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個點(diǎn)。勝一籌
4、用圖象表示速度
提出問題:1那么怎樣用圖象來表示物體運(yùn)動的速度呢? 2 對描出的點(diǎn)應(yīng)該怎么樣進(jìn)行處理才能得到我們所要的圖像? 學(xué)生活動:四個人一起看書進(jìn)行討論.提問并總結(jié):.在方格紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動的速度,用橫坐標(biāo)表示時間,根據(jù)表中各時刻的速度.將(v,t)作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度一時間圖象(v—t圖象),簡稱速度圖象.
學(xué)生思考: 百米賽跑時運(yùn)動員的速度從始至終是不變的嗎?如果有變化,你估計(jì)是怎樣變化的?某位運(yùn)動員的百米賽跑的成績是10.57s,按照你的估計(jì)畫出他在這段時間的v—t圖象的草圖.百米賽跑時運(yùn)動員的速度是有變化的,運(yùn)動員從靜止開始,速度很快增大,沖刺階段的速度達(dá)到最大。沒有受過訓(xùn)練的同學(xué)跑百米,他在起始階段速度增大的過程要長些,最大速度也比不過運(yùn)動員,到終點(diǎn)時速度還可能有下降趨勢,v
-t圖象的形狀是不同的。(三)鞏固練習(xí)當(dāng)紙帶與運(yùn)動物體連接時,打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出點(diǎn)跡。下列關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說法中正確的是()
A.點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間
B.點(diǎn)跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移 C.紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀 D.紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況
解析 打點(diǎn)計(jì)時器每隔一定的時間(當(dāng)電源頻率為50Hz時,打點(diǎn)的時間間隔為0.02s)打下一個點(diǎn),因而點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間,也記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移;點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況,而不能反映物體的質(zhì)量和形狀。正確選項(xiàng)為A、B、D。通過打點(diǎn)計(jì)時器得到的一條打點(diǎn)紙帶上,如果點(diǎn)子的分布不均勻,那么是點(diǎn)子密集的地方紙帶運(yùn)動速度比較大,還是點(diǎn)子稀疏的地方紙帶運(yùn)動速度比較大?為什么?
解析 打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔△t保持不變,點(diǎn)子稀疏的地方△x大,從而紙帶的運(yùn)動速度比較大。某次打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的點(diǎn),測得距離AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF=62.5mm。通過計(jì)算說明在打A、F點(diǎn)的時間間隔內(nèi),紙帶是否做勻速直線運(yùn)動。如果是,則求速度;如果不是,則求平均速度。已知打點(diǎn)時間間隔為0.02s。
解析
AB=11.0mm, BC=AC-AB=15.5mm, CD=AD-AC=13.5mm, DE=AE-AD=8.1mm, EF=AF-AE=14.4mm, 各段距離不等,說明在打A、F點(diǎn)的時間間隔內(nèi),AF62.5?10?3?紙帶不是做勻速直線運(yùn)動。v?m/s=0.625m/s。t0.02?54 如圖1-23為某次實(shí)驗(yàn)時打出的紙帶,打點(diǎn)計(jì)時器每隔0.02s打一個點(diǎn),圖中O點(diǎn)為第一個點(diǎn),A、B、C、D為每隔兩點(diǎn)選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)。根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù),打A、D點(diǎn)時間內(nèi)紙帶的平均速度有多大?打B點(diǎn)時刻紙帶的瞬時速度有多大?計(jì)算的依據(jù)是什么?你能算出打O、D點(diǎn)時間內(nèi)紙帶的平均速度嗎?為什么?
解析 AD段的平均速度 vAD?AD43.25?15.50cm/s=231.25cm/s。?tAD0.02?2?3圖1-23 當(dāng)時間間隔很短時,可以用平均速度代替瞬時速度,故B點(diǎn)的瞬時速度
vB?AC32.50?15.50cm/s=212.50cm/s。?tAC0.02?2?2無法算出OD段的平均速度,因?yàn)椴恢繭、D間有多少個點(diǎn),因而不知道OD段的時間間隔。使用打點(diǎn)計(jì)時器時,如果發(fā)現(xiàn)紙帶上打出的點(diǎn)不清晰,那么可能是什么原因?如何采取措施?
解析 點(diǎn)跡不清的原因及應(yīng)采取的措施主要有:
(1)復(fù)寫紙使用過久,可調(diào)整復(fù)寫紙位置,或更換復(fù)寫紙;(2)電源電壓過低,導(dǎo)致打點(diǎn)太輕,可適當(dāng)提高電源電壓;(3)振針位置偏高,同樣會導(dǎo)致打點(diǎn)太輕,可適當(dāng)調(diào)低振針。圖1-24是兩個勻速直線運(yùn)動的位移圖象。哪條直線所表示的運(yùn)動的速度大?各是多大?
解析 直線②比較陡,其斜率大,故直線②所表示的運(yùn)動的速度大。以v1、v2分別表示直線①、直線②所表示的運(yùn)動的速度,則v1?x26?m/s=2m/s。t23(四)小結(jié):略
(五)作業(yè):課本第2,3,4題(六)板書設(shè)計(jì):
§1.4 實(shí)驗(yàn):用打點(diǎn)計(jì)時器測速度
x16?m/s=1m/s, t16v2?1.電磁打點(diǎn)計(jì)時器:靠電磁感應(yīng)帶動探針振動通過復(fù)寫紙打點(diǎn) 2.電火花計(jì)時器:靠產(chǎn)生電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn) 3.計(jì)時器的使用:注童使用方法和領(lǐng)悟注童事項(xiàng)
4.測量瞬時速度:用包含某點(diǎn)在內(nèi)的一段時間內(nèi)的平均建度粗略表示該點(diǎn)的瞬時速度
5.速度時間圖象:以時間為橫軸,速度為縱軸,描點(diǎn)連線作圖象.