1.4 测量直线运动物体的瞬时速度—【新教材】粤教版(2019)高中物理必修第一册教案
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1.4测直线运动物体的瞬时速度1.如图所示,“探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律”实验中打出的一条纸带,相邻计数点间的时间间隔为T,则打C点时物体运动速度的大小为()A. B.C.D.【答案】 D【解析】C点的瞬时速度等于BD段的平均速度,则有:;故答案为:D2.打点计时器是一种常用的实验仪器,它使用的电源及其直接测量的物理量分别是()A. 直流电、测量位移和速度B. 直流电、测量瞬时速度和加速度C. 交流电、测量速度和加速度D. 交流电、测量时间【答案】 D【解析】打点计时器是一种计时仪器,其电源频率为50Hz,常用的电磁打点计时器和电火花计时器使用的是交流电,它们是每隔0.02s打一个点,则它直接测量的物理量是时间;故答案为:D.3.关于电火花打点计时器的使用,下列说法正确的是()A. 电火花打点计时器使用的是直流电源B. 在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源C. 电磁打点计时器使用的电压是220VD. 纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢【答案】 D【解析】电火花打点计时器使用的是交流电源,A不符合题意;在测量物体速度时,先接通电源,后让物体运动,B不符合题意;电磁打点计时器使用的电压是交流4-6V,C不符合题意;纸带上打的点越密,说明物体运动的越慢,D符合题意;故答案为:D.4.关于电磁打点计时器的使用,下列说法正确的是( )A. 电磁打点计时器使用的是6 V以下的直流电源B. 在测量物体速度时,先让物体运动,后接通电源C. 使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越短D. 同一纸带上打的点越密,说明物体运动得越快【答案】 C【解析】A、电磁打点计时器使用的是6V以下的交流电源,A不符合题意;B、实验过程应先接通电源,后释放纸带,否则在纸带上留下的点很少,不利于数据的处理和减小误差,B 不符合题意。
C、打点的时间间隔取决于交流电压的频率,电源频率越高,打点的时间间隔就越小,C符合题意。
新教材高中物理粤教版必修第一册:课时评价作业(四) 测量直线运动物体的瞬时速度A 级 合格达标1.(多选)在“使用打点计时器测速度”的实验中,除电源、纸带外,还需选用的仪器是( ) A.停表 B.刻度尺 C.速度计D.打点计时器解析:由打点计时器在纸带上打下的点的间隔数可知任意两点间的时间间隔,故不需要停表,再利用刻度尺测出两点间的距离就可进一步求出平均速度,故不需要速度计.实验中需要用刻度尺测量纸带上各点间的位移. 答案:BD2.打点计时器所用的电源是50 Hz 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,这条纸带上记录的时间为t ,则下列各式正确的是( )A.T =0.1 s ,t =NTB.T =0.05 s ,t =(N -1)TC.T =0.02 s ,t =(N -1)TD.T =0.02 s ,t =NT解析:电源频率f =50 Hz ,则相邻点间的时间间隔T =1f =150 s =0.02 s ,纸带上共打出N个点,则有N -1个时间间隔,即t =(N -1)T ,C 正确. 答案:C3.(多选)对电磁打点计时器和电火花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计时器都是使用交流电源 B.两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样 C.电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸 D.电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉解析:电磁打点计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸,电火花计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉,所以C 、D 错误. 答案:AB4.下列图所示为同一打点计时器打出的4条纸带,其中,平均速度最大的是哪一条( )A BC D解析:由题图可知4条纸带所取点迹的总长相差不多,其中纸带A 上点迹最稀疏,即所用时间最短,故其平均速度最大. 答案:AB 级 等级提升5.某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,电源频率为50 Hz ,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所示,每两个相邻计数点之间的时间间隔为0.1 s.(本题计算结果均保留3位有效数字)(1)在实验中,使用打点计时器时应先 再 .(以上两空选填“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0.1 s 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.带.(2)每两个计数点间还有n =Δt T -1=0.100.02-1=4.故有4个点没有标出.(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度知v B =(3.62+4.38)×10-22×0.10m/s =0.400 m/s ,v C =(5.20+4.38)×10-22×0.10 m/s =0.479 m/s ,v D =(5.20+5.99)×10-22×0.10m/s≈0.560 m/s.答案:(1)接通电源 释放纸带 (2)4 (3)0.400 0.479 0.5606.在用打点计时器研究小车在重物牵引下运动的实验中,某同学有如下操作步骤,其中错误的步骤是 ,有遗漏内容的步骤是 .A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,松开纸带后再接通电源B.将打点计时器固定在平板上没有滑轮的一端,并接好电路C.把细绳一端拴在小车上,细绳跨过定滑轮后另一端悬挂适当的钩码D.取下纸带E.放手,使小车在平板上运动F.将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔将以上步骤完善以后合理的序号排列为______________________________________.解析:步骤A.拉住纸带,将小车移至靠近打点计时器处,接通电源;步骤D.断开电源,取下纸带.答案:A D BFCAED7.某同学想研究一遥控电动车的运动情况,他找来一个塑料瓶,设计了一个如图甲所示的装置,瓶内装上墨水,通过调节开关使墨水缓慢滴下,然后将这个装置固定在车的尾部,如图乙所示.使车从静止开始在足够大的水平地面上沿直线前进,然后他在离出发点不远处,选择墨水滴间距离较大处的一个点为起点,用卷尺依次测量这个点后面的10个点到这个点的距离,并记录在下面的表格中.(1)该同学制作的装置相当于物理实验室中的(填仪器名称).(2)通过表中数据,你认为小车在所记录的这段时间内的运动情况是______________________________________________________________________________________.(请描述出加速度和速度的变化情况)(3)要测量小车做匀速运动时的速度,该同学还需要知道的物理量是_______________ ________________________________________________________________________,他还需要的测量工具是.解析:(1)该同学制作的装置相当于物理实验室中的打点计时器.(2)依据表格中的数据看出,在开始阶段小车在相邻相等时间内的位移之差Δx逐渐减小,即小车先做加速度减小的加速运动;后阶段在相等时间内,位移相等,即小车做匀速运动. (3)要测量小车做匀速运动时的速度,该同学还需要知道的物理量是相邻两墨水滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t,他还需要的测量工具是秒表.答案:(1)打点计时器(2)先做加速度变小的加速运动,后做匀速运动(3)相邻两墨水滴下的时间间隔T或匀速运动的时间t秒表8.(1)如图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50 Hz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)如图所示的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50 Hz,从打下A点到打下B点共14个点迹,历时s.解析:(1)电火花计时器和电磁打点计时器一样,工作时使用交流电源.当电源的频率是50 Hz时,每隔0.02 s打一次点.使用时,先将纸带从墨粉纸盘下面穿过电火花计时器,然后将电火花计时器电源插头插入相应的电源插座,再接通开关,听到放电声,立即拖动纸带运动,最后当纸带完全通过电火花计时器后,及时关闭电源.故正确的顺序是CBDA.(2)从点迹看左密右疏,在相同时间内通过距离越大,速度越大,所以纸带的速度变化情况是速度增大.若所用电源的频率为50 Hz,则每隔0.02 s打一个点,从打下A点到打下B点共14个点迹,共13个打点间隔,所以历时t=13×0.02 s=0.26 s. 答案:(1)交流0.02 CBDA (2)速度增大0.26。
1-4测量直线运动物体的瞬时速度一、学情分析学生已经学习了运动的基本概念和速度的定义,对速度的计算和匀速直线运动也有一定的了解。
本节课的内容是测量直线运动物体的瞬时速度,学生需要理解瞬时速度的概念,并学会测量物体在运动过程中的瞬时速度。
学生已经具备一定的物理观念和数学基础,但可能对瞬时速度的概念和测量方法不太熟悉。
因此,本次教学将通过实验探究的方式,帮助学生深入理解速度的概念,学会测量物体的瞬时速度。
二、教学目标1. 知识与理解:学生能够理解瞬时速度的概念,知道如何计算和测量物体的瞬时速度。
2. 实验探究:学生能够运用测量工具和方法,进行实验测量物体在不同时刻的瞬时速度。
3. 科学思维:学生能够运用物理知识,分析和解决与瞬时速度相关的实际问题。
4. 科学态度与责任:学生能够在实验中注重准确性、可靠性,对实验结果负有责任。
三、高中物理学科素养1. 物理观念:瞬时速度是描述物体在某一瞬间的瞬时速度的概念,与平均速度有区别。
2. 科学思维:学生需要进行实验探究,观察现象、提出假设、进行测量和数据分析,培养科学思维。
3. 实验探究:学生将运用测量工具和方法进行实验,积累实验经验,培养实验探究能力。
4. 科学态度与责任:学生需要在实验中注重准确性、可靠性,对实验结果负有责任,培养科学态度。
四、重难点1. 瞬时速度的概念和与平均速度的区别。
2. 实验测量瞬时速度的方法和步骤。
3. 数据分析与速度-时间图的绘制和解读。
五、教学方法1. 情境教学法:通过实际情境引发学生的兴趣,提出问题,引导他们主动探究。
2. 实验教学法:组织实验活动,让学生亲自操作测量工具,进行速度测量,培养实验探究能力。
3. 问题导向学习:提出问题,让学生思考和讨论,引导他们运用物理知识解决问题。
六、教学活动设计活动一:引入瞬时速度的概念1. 展示一个小车在直线轨道上从静止开始运动的视频。
2. 提问:小车在开始运动的瞬间速度是多少?学生讨论并给出答案。
【新教材】1.4测量直线运动物体的瞬时速度教学设计(1)-粤教版高中物理必修第一册第一章运动的描述1.4 测量直线运动物体的瞬时速度数字化、信息化已成为时代的潮流,让信息技术进入中学物理课程,成为物理课程的组成部分,可以帮助学生熟悉信息化环境,加强物理课程内容与现实世界的联系,促进学生学习方式的改变,促进学生的发展。
信息技术实际上已经成为物理课程的一个组织部分,也是物理课程改革的重要改革理念之一,其整合的成败关系到课程改革的推进。
运用信息技术不仅是改进教学的手段,而且还改变学生的学习方式,进而促使学生自主学习,引发物理教育模式变革,为培养信息时代的接班人开辟了新的途径。
只有物理课程与信息技术的整合,才能使物理课程符合时代的要求。
信息化是现代教育手段所具有的重要特征,它能为物理教育过程创设具有多元化特征的良好的学习环境,从而为在物理教育过程中实施现代教育理念提供了可能性。
充分运用信息技术,培养学生信息意识,提高学生信息获取、处理和应用信息的能力,以适应学生在信息时代终生可持续发展的需求。
【物理观念】了解两种计时器的结构和工作原理,并学会安装和使用.。
【科学思维】(1)通过学生自己阅读教材,培养学生独立学习的能力;(2)通过对数据的处理培养学生获取信息、处理信息的能力。
【科学探究】通过不同仪器的巧妙设计思路,体会物理原理在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于生活实际的意识。
【科学态度与责任】认识到提高交通工具的速度以及监控、测量物体运动速度的重要性,体会任何事物都有两面性。
【教学重点】1、测定物体瞬时速度的思路方法;2、理解不同的测量方法并能一起设计实验。
【教学难点】1、能通过纸带上点的位置关系分析物体的运动。
2、对不同实验方法、仪器的理解。
PPT【新课导入】当物体沿直线运动时,其位移在不断变化.我们要研究物体的运动规律,首先要准确记录物体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的,我们可以使用秒表和刻度尺来测量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况。
第四节测量直线运动物体的瞬时速度1.知道打点计时器、数字计时器,并会使用.2.学会探究测量瞬时速度的方法,通过与他人交流合作,提高实验探究能力.3.通过分析不同仪器的测速原理,体会物理知识在解决实际问题中的指导作用,增强将物理知识应用于生活实际的意识.知识点一打点计时器及其使用1.打点计时器:一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器.2.分类:电火花计时器和电磁打点计时器.3.电火花打点计时器(1)工作电压:220 V交流电源.(2)原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一系列点迹.4.电磁打点计时器(1)工作电压:4~6_V交流电源.(2)原理:接通交流电源后,在线圈和永久磁铁的作用下,振片便振动起来,带动其上的振针上下振动.这时如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一系列小点.5.打点间隔:当电源频率是50 Hz时,纸带上每打出两个相邻点所经历的时间都是0.02_s.(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器的工作电压都是220 V的交变电压.( )(2)使用打点计时器(电源频率为50 Hz)打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02 s.( )(3)打点计时器在纸带上准确记录了运动物体的位移和时间.( )[答案] (1)×(2)√(3)√知识点二数字计时器1.计时装置的组成:由数字计时器和光电门组成的计时测量装置,如图所示.2.光电门:由发光装置(红外发光二极管)和光线接收装置(光敏元件)构成.光敏元件接收由发光装置发出的光线,通常处于被照亮的状态.3.计时器:有两个输入插口与光电门相连.4.计时原理:当宽度一定的物体通过光电门时,光线被挡,光敏元件处于暗状态,向数字计时器发出脉冲信号,触发数字计时器开始计时,遮光结束(物体通过)停止计时,这样就记录下物体遮挡一个光电门光线的短暂时间.数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的时间,即任一光电门第一次遮光时开始计时,第二次遮光时停止计时,计时器显示的是两次遮光之间的时间(物体先后通过两个光电门之间的时间).数字计时器能测量出小到1 ms或0.1 ms的时间间隔,计时更精确灵敏.电磁打点计时器是应用电磁铁的原理,让振针周期性的振动,通过复写纸在纸带上打下点迹,来记录物体运动情况.请探究:(1)电磁打点计时器和电火花打点计时器各使用什么电源?(2)如果电磁打点计时器打的点不清晰,总结是什么原因?提示:(1)电磁打点计时器用4~6 V交流电源,电火花打点计时器用220 V交流电源.(2)打点不清晰可能是电压太低,调高电压就可以.考点1 打点计时器及其使用1.实验步骤(1)了解电火花打点计时器的结构,然后把它固定在桌子上,纸带穿过限位孔,把纸带放在墨粉纸盘的下面.(2)把计时器接到220 V的交流电源上.(3)接通电源,用手水平地拉动纸带,纸带上就打出一行小点,随后立即关闭电源.(4)取下纸带,从能看得清的某个点数起,数一数纸带上共有多少个点.如果共有n个点,则用Δt=0.02×(n-1) s计算出纸带的运动时间Δt.(5)用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离,在进行实验测量之前,自己设计一个表格,用来记录以上测量值.2.注意事项(1)使用电火花打点计时器时,应注意把纸带正确穿好,墨粉纸盘位于纸带上方;使用电磁打点计时器时,应让纸带穿过限位孔,压在复写纸下面.(2)使用打点计时器时,应使物体停在靠近打点计时器的位置.(3)使用打点计时器打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定之后,再拉动纸带,打点结束后应立即关闭电源.(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(可统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).(5)区别计时点和计数点①计时点是打点计时器在纸带上打出来的点.②计数点是从计时点中选出来的具有代表性的点,一般相邻两个计数点之间还有若干个计时点.计数点一般不是从第一计时点开始的,而是选择点迹清晰、与相邻的计时点间距适中的点开始.(6)区别打点周期和计数周期①打点周期:两个相邻的计时点的时间间隔,即交流电源的周期,一般为0.02 s.②计数周期:两个相邻的计数点的时间间隔,若相邻两个计数点之间还有(n-1)个计时点,则计数周期为T=0.02n s.【典例1】(1)电磁打点计时器是一种利用______电源的计时仪器,它的工作电压是______V,当电源频率是50 Hz时,它每隔________s打一次点.(2)使用电磁打点计时器时,纸带应穿过________,复写纸应套在________上,并要放在纸带的______面;应把________电源用导线接在__________上;打点时应先__________,再让纸带运动.(3)(多选)打点计时器在纸带上的点迹,直接记录了( )A.物体运动的时间B.物体在不同时刻的位置C.物体在不同时间内的位移D.物体在不同时刻的速度思路点拨:电磁打点计器用低压交流电源,每0.02 s打下一个点,纸带上直接记录的信息是时间和位置.[解析] 电磁打点计时器是一种利用交流电源的计时仪器,工作电压为6 V,工作频率为50 Hz,周期为0.02 s.电火花打点计时器和电磁打点计时器都是每隔0.02 s在纸带上打一次点,因此打在纸带上的点迹可直接反映物体的运动时间,故A正确;因为纸带跟运动物体连在一起,打点计时器固定,所以纸带上的点迹就相应地记录了物体在不同时刻的位置,故B正确;用刻度尺量出各点迹间的间隔,可知道物体在不同时间内的位移,再根据速度公式可算出物体在某段时间内的速度,但这些量不是纸带上的点迹直接记录的,故C、D错误.[答案] (1)交流 6 0.02 (2)限位孔定位轴上低压交流接线柱接通电源(3)AB由纸带记录的信息(1)打点计时器是一种计时仪器,它有具体的工作电压,从打出的纸带上可以直接获得物体运动的时间及不同时刻的位置信息.(2)电火花打点计时器和电磁打点计时器虽然所用电源电压不同,但如果工作电压的频率为50 Hz,则打点周期均为T=0.02 s.上题第(2)问中一条打出的纸带如图所示,如果每5个点下面计一个数,这些标数字的点称为计数点.则两个相邻计数点间的时间间隔为多大?[解析] 由图中得出相邻两个计数点之间还有4个计时点,故t=5T=5×0.02 s=0.1 s.[答案] 0.1 s[跟进训练]1.(多选)关于打点计时器的使用,下列说法正确的是( )A.先接通电源,后释放纸带B.电火花打点计时器使用的是220 V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.先释放纸带或先接通电源都可以[答案] AB考点2 数字计时器使用数字计时器应该注意的问题(1)实验前应先调整发光器件和光敏元件的相对位置,因为如果二者没有对准,则不能计时.(2)根据实验要求正确选择数字计时器的计时功能.【典例2】 如图所示用光电计时器研究物体的直线运动.1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2 s 、2.00×10-2s .则:(1)能否由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间?(2)滑块通过光电门1时和通过光电门2时相比较,通过哪个位置时更快一些? 思路点拨:根据平均速度大小来确定物体运动的快慢.[解析] (1)光电计时器显示的挡光时间为滑块各自通过光电门1、光电门2的时间,不能由此确定滑块由光电门1运动到光电门2的时间.(2)滑块宽度一定,滑块通过光电门时挡光时间越短,滑块运动得越快.[答案] (1)不能 (2)通过光电门2时更快些 [跟进训练]2.关于数字计时器的说法正确的是( )A .数字计时器只能记录物体通过一个光电门的时间B .数字计时器能记录物体通过一个光电门的位移C .数字计时器能记录物体先后两次经过光电门之间的时间D .数字计时器不能记录物体先后两次经过光电门之间的时间C [数字计时器既可记录物体通过一个光电门的时间,也可记录物体先后两次经过光电门之间的时间,但不能记录物体经过一个光电门的位移,故选项C 正确.]1.(多选)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是使用交流电B .两种打点计时器的打点频率与交流电源的频率一样C .电火花计时器在纸带上打点是靠振针和复写纸D .电磁打点计时器在纸带上打点是靠电火花和墨粉[答案] AB2.如图所示,气垫导轨上滑块经过光电门时,其上的遮光条将光遮住,电子计时器可自动记录遮光时间Δt ,测得遮光条的宽度为Δs ,用Δs Δt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度.为使Δs Δt更接近瞬时速度,正确的措施是( )A .换用宽度更窄的遮光条B .提高测量遮光条宽度的精确度C .使滑块的释放点更靠近光电门D .增大气垫导轨与水平面的夹角A [Δs Δt表示的是Δt 时间内的平均速度,遮光条的宽度Δs 越窄,则记录遮光时间Δt 越小,Δs Δt越接近滑块通过光电门时的瞬时速度,A 正确.] 3.用铁架台将长木板倾斜支在水平桌面上,组成如图甲所示装置,研究木块沿斜面下滑的速度变化.所提供的仪器有长木板、木块、打点计时器(含纸带)、学生电源、米尺、铁架台及导线、开关等,图乙是打点计时器打出的一条纸带,纸带旁还给出了最小刻度为1 mm 的刻度尺,刻度尺的零刻度线与O 点对齐,A 、B 、C 、D 为四个相邻的计数点,相邻计数点间还有四个点未标出,打点计时器所用交流电源的频率是50 Hz .(1)计数点A 到O 点的距离是________ mm .(2)根据纸带可看出木块下滑的速度v 的变化情况是________.甲 乙[解析] (1)因为本实验刻度尺最小刻度为1 mm ,根据读数原则应估读到0.1 mm ,所以A 到O 点的距离是105.0 mm .(2)由题中数据知相同时间内木块的位移逐渐变大,所以速度变大.[答案] (1)105.0 (2)变大4.(新情境题,以“电子眼”为背景,考查速度的测量)某高架道路上有段区域限速80 km/h .为了监控车辆是否超速,设置了一些“电子警察”系统,其工作原理如图所示:路面下相隔L 埋设两个传感器线圈A 和B ,当有车辆经过线圈正上方时,传感器能向数据采集器发出一个电信号;若有一辆汽车(在本题中可看成质点)匀速经过该路段,两传感器先后向数据采集器发送信号,时间间隔为Δt ;经微型计算机处理后得出该车的速度,若超速,则计算机将开启架设在路面上方的照相机C 对汽车拍照,留下违章证据.根据以上信息,回答下列问题:(1)微型计算机计算汽车速度的表达式v =________.(2)若L =7 m ,Δt =0.3 s ,则照相机将________工作.(选填“会”或“不会”)[解析] (1)微型计算机计算汽车速度时是用短时间内的平均速度代替瞬时速度,所以汽车速度的表达式为v =L Δt . (2)根据v =L Δt 得:v =7 m 0.3 s=84 km/h>80 km/h ,超速,故照相机会工作. [答案] (1)L Δt(2)会回归本节知识,自我完成以下问题.1.电火花计时器和电磁打点计时器的工作频率相同吗?工作电压相同吗?提示:相同 不同2.数字计时器的装置主要由什么构成?提示:光电门和计时器.。
《测量直线运动物体的瞬时速度》教学设计
云浮市云安区云安中学蒋贤才
教学目标:
1.认识打点计时器,并会使用打点计时器。
认识数字计时器。
2.掌握打点计时器的使用方法,能用它测量瞬时速度,解决与之相关的实际问题。
3.学会探究测量瞬时速度的方法,提高实验探究能力。
4.学会用图像描述实验数据,根据数据得出实验结论。
5.通过测量瞬时速度,培养学生实事求是的精神,激发学生的学习兴趣。
教学重点:
1.理解纸带包含的物体运动的信息。
2.用打点计时器测量瞬时速度的方法。
教学难点:
1.用纸带判断物体运动的快慢。
2.理解用无穷短时间内的平均速度表示瞬时速度的思想方法。
教学方法:
合作交流、实验探究。
课时安排:2课时
情境引入:
要研究物体的运动规律,首先要准确记录物体运动的信息。
直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的,我们可以通过测量物体运动的时间和位移,再经过计算或作图来判断物体的运动情况。
用图片展示计时工具。
新课教学:
一、打点计时器:一种记录物体运动位移和时间信息的仪器。
1、电火花打点计时器:
(1)介绍电火花打点计时器的结构;
(2)工作电源:220V的交流电源;
(3)打点时间间隔:电源频率为50Hz时,每隔
0.02s打一次点(打点周期为0.02s)。
2、电磁打点计时器:
(1)介绍电磁打点计时器的结构;
(2)工作电源:4~6V的低压交流电源;
(3)打点时间间隔:电源频率为50Hz时,每隔
0.02s打一次点(打点周期为0.02s)。
【讨论与交流1】
1.为什么打点计时器不能使用直流电?
2.假设交流电源的频率是80Hz,那么它将多长时间打下一个点?
二、用打点计时器测量瞬时速度的方法
在直线运动中,要测量物体在某一点的瞬时速度,可以用测量包含这一点的平均速度来近视替代。
【思考问题】
纸带上的点与物体的位移和时间是如何对应的?怎样将纸带上的点转化为相关的数
据?怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
测量出包括E 点在内的D,F 两点间的距离x ∆和时间t ∆,E 点速度近似等于t
x
v ∆∆=—。
D,F 两点离E 点越近,这个平均速度越接近E 点瞬时速度
三、实验与探究
实验1:练习使用打点计时器
指导学生阅读打点计时器使用说明书,练习安装实验装置、使用打点计时器、纸带选点、测量数据、记录数据等技能。
(1)安装实验装置
(2)接通交流电源,用手水平拉动纸带,纸带上打出点迹。
(3)在纸带上选取一段清晰的点迹,测量数据,记录数据。
点数n/个 点间隔数(n -1)/个
时间t ∆/s 位移x ∆/m
实验2:测量沿斜面运动小车的瞬时速度
将实验1中练习的技能组合使用,达到程序化,测量出小车的瞬时速度,作出小车运动的t
v-图像。
(1)把打点计时器固定在斜面的顶端,将一辆系有纸带的小车放置在斜面上。
(2)接通交流电源,让打点计时器开始打点,释放小车,纸带上打出一系列的点。
纸带记录下小车的运动信息。
(3)在纸带上选取一段清晰的点迹,测量数据,记录数据。
(4)利用
t
x
v
∆
∆
=计算各计数点的瞬时速度。
计数点相邻计数点间的位移s/m各计数点速度v/(m/s)
0 1 2 3 4 5
(5) 利用表中的数据,作出t v -图像(以0计数点作为计时起点),根据图像说明小车的运动情况。
课堂练习:课后习题第5题
位置
1
2
3
4
5
)/(1-⋅s m v
1.20 1.00 0.80 0.60 0.40
四、速度计时器:可以将采集信息的时间显示出来,组成部分:数字计时器和光电门。
1、测量物体经过两个光电门之间的平均速度
记录物体通过一个光电门的时间:光线遮挡,开始计时;物体离开,停止计时。
记录时间为t.测
量物体的遮光宽度,记录位移为d.物体通过光电门位置的瞬时速度为:t
d
v =。
2、测量物体经过两个光电门之间的平均速度
记录物体通过两个光电门的时间:记录时间为t ∆,测量两个光电门之间的距离,记录为s.物体通过两个光电门的平均速度为:t
s v
∆=
—。
课堂小结:
1、会使用打点计时器,能利用打点计时器打出纸带,进行纸带数据处理。
v 图像,能根据图像表述物体的运动情况。
2、会根据数据作出t
3、知道数字计时器的使用。
课后作业:
第2课时:第3题。