第一章第三节 记录物体的运动信息

1.3 记录物体的运动信息学案（含答案）第三节记录物体的运动信息学习目标1.了解两种计时器的结构和工作原理，并学会安装和使用.2.知道数字计时器的工作原理.3.能通过纸带点的位置关系分析物体的运动一.了解打点计时器1作用打点计时器是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种类实验室常用的打点计时器有电火花打点计时器和电磁打点计时器两种3工作电压电火花打点计时器的工作电压是220V交变电流，而电磁打点计时器的工作电压是6V交变电流4时间间隔当电源频率是50Hz时，两种打点计时器在纸带上每打出两个相邻点所经历的时间即周期都是0.02s.二.练习使用打点计时器1实验步骤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变电源上电磁打点计时器接6V低压交变电流，电火花打点计时器接220V交变电流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n1个，则纸带的运动时间tn10.02s.5用刻度尺测量出从开始计数的点到最后的点间的距离x.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时点到起始点O之间的距离读数时应估读到毫米的下一位三.数字计时器1构成由数字计时器和光电门组成其中光电门由发光装置和光线接收装置构成，计时器有两个输入插口分别与两个光电门相连，如图1所示图12计时原理1记录物体通过一个光电门的时间当宽度一定的物体通过光电门时，光线被遮挡，数字计时器开始计时，物体通过光电门，遮光结束，数字计时器停止计时，这样就记录下物体遮挡一个光电门光线的短暂时间2记录物体经过两个光电门之间的时间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3使用数字计时器应该注意的问题1实验前应调整发光装置和光线接收装置的相对位置，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.一.打点计时器的使用例1用打点计时器可测纸带运动的时间和位移下面是没有按操作顺序且不完整的实验步骤，按照你对实验的理解，在各步骤空白处填上适当的内容，然后按实际操作的合理步骤，将各步骤的字母代号顺序填在空白处A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在电源的两个接线柱上B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过，并压在下面C用刻度尺测量从计时开始点到每一个点间的距离s.D 切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间t.E接通电源，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点实验步骤的合理顺序是答案6V交变限位孔复写纸n10.02sBAEDC解析正确合理的步骤如下B把电磁打点计时器固定在桌子上，让纸带穿过限位孔，并压在复写纸下面A在电磁打点计时器的两接线柱上分别接上导线，导线的另一端分别接在6V 交变电源的两个接线柱上E接通电源，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点D切断电源，取下纸带，如果共有n个清晰的点，则这段纸带记录的时间tn10.02s.C用刻度尺测量从计时开始点到每一个点间的距离s 例2如图2所示是一位同学使用打点计时器得到的两条纸带，他将两条纸带甲.乙上下并排放在一起进行比较，在图中A.B两点之间，两条纸带甲.乙运动的时间之比是图2A11B21C12D无法比较答案B解析设纸带上每打出两个相邻点所经历的时间为T，所以纸带甲.乙上A.B两点间时间之比为，选项B正确二.数字计时器的使用例3如图3所示，用数字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各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为5.00102s.2.00102s滑块从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间为t0.31s，已知滑块沿斜面方向的长度为5.00cm，测得光电门1和2之间的距离为0.54m结果要求保留三位有效数字图31滑块通过光电门1时的速度v1m/s，通过光电门2时的速度v2m/s.2滑块从光电门1运动到光电门2的这段时间内的平均速度为m/s.答案11.002.5021.74解析1滑块通过光电门1时的速度v11.00m/s.滑块通过光电门2时的速度v22.50m/s.2滑块从光电门1运动到光电门2的这段时间内的平均速度v1.74m/s.1纸带计时原理打点计时器所用的电源是50Hz交变电流，打下相邻两个点间的时间间隔是T，若纸带上共打出N个点，纸带上记录的时间为t，则下列各式正确的是AT0.1s，tNTBT0.05s，tN1TCT0.02s，tN1TDT0.02s，tNT答案C解析T0.02s，共打出N个点，则就有N1个时间间隔，则tN1T.2对打点计时器的理解多选通过打点计时器得到的一条打点不均匀的纸带，如图4所示，则下列判断正确的是图4A打点密集的地方物体运动的速度比较大B打点密集的地方物体运动的速度比较小C打点不均匀说明物体做的不是匀速运动D打点不均匀说明打点计时器有故障答案BC解析纸带上相邻两个点之间的时间间隔都相等，打点密集的地方说明相同时间内物体运动的距离小，所以物体的运动速度就比较小，B正确；打点不均匀是由于物体在相等的时间内发生的位移大小不相等，即物体做的不是匀速直线运动，C正确3对数字计时器的理解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答案C解析数字计时器既可以记录物体遮挡一个光电门的短暂时间，也可以记录物体经过两个光电门之间的时间，C正确4打点计时器的使用在“用打点计时器测速度”的实验中，1下列操作中正确的是填选项序号A在释放小车前，小车要靠近打点计时器B打点计时器应放在长木板有滑轮的一端C先接通电源，后释放小车D电火花打点计时器应使用6V交流电源2如图5所示为同一打点计时器在四条水平运动的纸带上打出的点，其中做匀速直线运动的是图5答案1AC2乙5.数字计时器的原理及数据处理用气垫导轨和数字计时器能更精确地测量物体的瞬时速度如图6所示，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门，配套的数字毫秒计记录了滑块上的遮光板通过第一个光电门的时间为t10.29s，通过第二个光电门的时间为t20.11s，已知遮光板的宽度为3.0cm，则滑块通过第一个光电门的速度为，通过第二个光电门的速度为结果均保留两位有效数字图6答案0.10m/s0.27m/s解析由于滑块经过光电门时遮光板的挡光时间较短，所以滑块经过光电门的速度可用遮光板挡光时间内的平均速度表示经过第一个光电门的速度v1m/s0.10m/s，经过第二个光电门的速度v2m/s0.27m/s.。

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<交流与讨论：> 从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打
点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更 小？
电火花计时器会更好些，因为电磁打点计时 器中振针和纸带间的磨擦会更大些。
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纸带数据处理
取点、纪录：在纸带上任取 A、B、C、D、E、 F六点，自行设计表格，记录从A点到其它各 点所通过的位移和其所对应的运动时间。
2.牵动纸带的快慢不均匀,对相邻两点所表示的时
间有没有影响?
2
在以上的活动中,我们认识到打点可以体现 物体运动的快慢.现在我们来学习用打点计 时器测定物体运动的方法.
一、介绍两种打点计： 观察打点计时器并阅读其说明书，明确电 磁打点计时器的结构、各部分的名称、工 作原理及使用方法。
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作业
必做：实验分析（纸带一条－至少六个点，并 标出A、B、C、D、E、F;表格一个－含六个点的 时间、位移；运动判断－是否匀速，变快还是 变慢）
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小结: 打点计时器能记录了时间和位移.
14
3
电磁打点计时器
4
一、电磁打点计时器的工作原理：
利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当 通过4-6V低压交流电时，在线圈和永久磁 铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振 片一端的振针就跟着上下振动而打点。这时， 如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列 点，当交流电源频率为50Hz时，它便每隔 0.02S打一点,即打出的纸带上每相邻两点间 的时间间隔为0.02S
ABC D E F
ABC D E F 思考：要用哪些仪器. 直尺、铅笔
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纪录表格示意
位置 A B C D E F 时间/s 位移/m
11
思考与讨论
1.纸带上的点迹分布均不均匀？ 2.如果纸带上的点迹分布不均匀，那么，点

《第一章第三节记录物体的运动信息》教学设计一、教学内容分析《记录物体的运动信息》是粤教版《物理》（必修1）第一章第三节的内容。

通过本节课的学习，学生将明确打点计时器的用法及纸带类问题的处理方法。

在这节课的学习中，匀速直线运动、匀变速直线运动通过纸带上的点距特点进行判断，将运动的形式形象化，实物化。

用“图形”表示物理量之间关系的方法，对学生而言是一个新方法。

因此，该节在教和学两方面都具有承前启后的作用；其涉及的物理研究方法和实验方法在高中物理中具有典型性，并使学生进一步认识到物理实验、物理模型、数学工具在物理学发展过程中的应用；采用自主、合作、探究等新型的学习方式，有助于培养学生的自主探究能力、训练严谨细致的科学态度和精神，提高学生的科学素养，促进学生全面素质的和谐发展。

二、学生学情分析在学习本节课之前，学生已经学习了匀速直线运动和匀变速直线运动等的概念，对运动有了一定的理解和认识。

这为本节课的学习提供了基本的知识储备。

三、设计思想依据本校实际教学条件和新课程理念，在教学中实施中注重学生自主、合作、探究学习，让学生积极参与、乐于探究、勇于实验、勤于思考。

由于本节课比较抽象，但实验比较直观，易于得到实验结论，我准备采用学生自主探究、合作交流、分组讨论与教师讲授相结合的方式进行教学。

主要教学环节如下表：四、教学目标1、知识与技能了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移等）。

2、过程与方法通过记录物体的时间与位移实验时，探究事物规律的一般方法，让学生学会发现问题、提出猜想、设计实验、寻找规律，同时培养学生的观察能力、实验设计及操作能力、对物理现象的归纳总结的能力，从而有效的提升学生科学素养。

3、情感态度与价值观认识实验在物理学研究中的作用。

五、重、难点1、教学重点：（1）打点计时器的构造和工作原理；（2）区分电磁打点计时器和电火花打点计时器。

2、教学难点：理解记录的信息与物体运动情况的对应关系及分析六、教学用具一端带滑轮的长木板、带点计时器（电火花式和电磁式）、学生电源、带有牵引绳的小车、纸带、钩码若干、刻度尺、数字计时器、光电门、铁架台。

纸带分析：
• 1、如图是一位同学使用打点计时器所得到 的两条纸带，他将两条纸带并排放在一起 进行比较，哪条纸带运动比较快？图中两 条纸带运动的时间之比是多少？
2、如图是一位同学使用打点计时器所得到的一 条纸带,由此可以判断:该纸带在什么范围内做 匀速直线运动? 该纸带在什么范围内做变速直 线运动?
思考与讨论：
• 1、对比电磁打点计时器和电火花计时器， 你认为哪一种可能引起较大的误差？为什么？ • 2、实验时，纸带上的点与小车的位移和时 间是如何对应发热？怎样将纸带上的点变成 相关的数据？ • 3、怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均 速度？如果纸带上的点迹分布不均匀，那么， 点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较 小？
A BC D
E
F
G
H
I
J
K LM N
工作电压：交流220V 频率：50HZ (每0.02秒打点一次)
电火花打点计时器
演示 工作电压：交流 6 V 频率：50HZ (每0.02秒打点一 次)
电磁打点计时器
演示实验：
电火花打 点计时器
纸带 小车
枕木
平板
纸带特点：
• 每相邻两点之间的时间间隔相同，都 是0.02s
• 纸带上点距越大说明物体运动越快 • 纸带上点与点之间间距的变化，能直 观的反映物体运动情况的变化
第三节 记录物体的运动信息
测量和记录物体运动）、卷尺
等；
• 时间：秒表、节拍器、数字计时器、打点
计时器等；
打点计时器
• 打点计时器是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。我们通过研究纸带上的点，来研 究物体的运动。 • 实验室常用的有两种：电磁打点计时 器和电火花打点计时器。