2019-2020年高中物理 13 記錄物體的運動信息 學(xué)案 粵教版必修1.doc

2019-2020年高中物理 13 記錄物體的運動信息 學(xué)案 粵教版必修1【學(xué)習(xí)目標(biāo)】知識與技能 1了解打點計時器的計時原理，理解紙帶中包含的物體運動的信息(時間、位移) 2會安裝并使用打點計時器 3通過實驗得出物體的運動信息。過程與方法 1通過自己看打點計時器的說明書，培養(yǎng)獨立學(xué)習(xí)的能力 2通過實驗得出物體的運動信息。 4體驗實驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦 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運動 情感態(tài)度與價值觀 1感受打點計時器的巧妙設(shè)計思路，體會物理原理在解決實際問題中的指導(dǎo)作用，增強將物理知識應(yīng)用于生活實際的意識 2經(jīng)歷實驗過程，體驗科學(xué)實驗過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙 3體驗用圖象的方法描述物理現(xiàn)象的樂趣培養(yǎng)用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神 4培養(yǎng)合作與交流的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，養(yǎng)成在合作中既堅持原則又尊重他人的習(xí)慣【學(xué)習(xí)重點】1學(xué)會使用打點計時器2能根據(jù)紙帶分析物體的運動信息【知識要點】 1、打點計時器的原理構(gòu)造 實驗原理：（1）電磁打點計時器：它是利用電磁感應(yīng)原理打點計時的一種儀器，當(dāng)通過46V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，這時，如果紙帶運動 ，振針就在紙帶上打出一系列點，當(dāng)交流電源頻率為50Hz時，它每隔0.02s打一點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。（2）電火花計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計時儀器。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負極的紙盤軸，產(chǎn)生火花放電，于是在運動紙帶上就打出一系列點跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時，它也是每隔0.02s打一次點，即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s。電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小，比電磁打點計時器實驗誤差小。打在紙帶上的點，記錄了紙帶運動的時間，如果把紙帶跟物體連在一起，紙帶上的點就相應(yīng)地表示出運動物體在不同時刻的位置?！締栴}探究】電磁打點計時器使用低壓交流電源工作，想一想能不能使用直流電源，為什么?答：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，打點的時間間隔為002s.這個值正好是電源頻率的倒數(shù)。 【典型例題】電磁打點計時器的打點周期取決于( )A交流電壓的高低 B交流電的頻率C永久磁鐵的磁性強弱 D振針與復(fù)寫紙間的距離 答案：B解析：電磁打點計時器的打點周期，即振針擊打復(fù)寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應(yīng)打點的原理可知，振針是由振片帶動振動的，而振片上下振動的周期就是線圈中磁場變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周期相對應(yīng)也就是交流電的周期，等于交流電的頻率的倒數(shù)，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為1/50s002s我國使用的交流電的頻倒數(shù)，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為頻率統(tǒng)一為50 Hz?！井?dāng)堂反饋】 1關(guān)于打點計時器在紙帶上打出的點痕，下列說法中正確的是（ ）A點痕記錄了物體運動的時間 B點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移C點在紙帶上的分布情況反映了物體的運動情況D根據(jù)紙帶上的點痕可以知道任一時刻運動物體的瞬時速度2在使用打點計時器前應(yīng)檢查（ ）A、所用電源是否符合要求 B、紙帶是否平整C、打點周期的等時性是否良好 D、復(fù)寫紙安裝是否正確3由打點計時器打出的紙帶可以直接得到（可直接測量得到，而不需經(jīng)過計算）的物理量是（ ）A、時間間隔 B、位移 C、加速度 D、平均速度4在使用打點計時器時（） A、 每打完一列點子就要切斷電源B、不要移動圓形復(fù)寫紙片的位置 C、紙帶一定要從兩限位孔穿過，并且壓在復(fù)寫紙的下面D、側(cè)向移動限位孔位置，在一條紙帶上可以打出兩列點，提高紙帶的利用率 5在使用打點計時器時（ ）A、應(yīng)先接通電源，再使紙帶運動B、應(yīng)先使用紙帶運動，再接通電源C、在使紙帶運動的同時接通電源D、先使紙帶運動或先接通電源都可以6下面是四位同學(xué)在測定勻速運動的小車的速度時分別打出的四條紙帶 ，紙帶上的點跡比較理想的是（ ）7運動小車?yán)瓌拥募垘ㄟ^打點計時器后，在紙帶上留下的點子中有5 個連續(xù)清晰的點，測出5 個點間的距離為20cm，則（ ）A、小車運動的平均速度為2.00m/sB、小車運動的平均速度為2.50m/sC、小車運動的平均速度為200m/sD、小車運動的平均速度為250m/s8某同學(xué)用手水平地拉動紙帶通過打點計時器后，紙帶上打下了一列點，他要根據(jù)這列點計算紙帶運動的平均速度及紙帶是否做勻速直線運動，則下列操作正確的是（ ）A、他首先查清共有多少個點B、他首先從第一個能看清的點數(shù)起，查清共有多少個點C、他分別測出每兩個相鄰清晰點間的距離，然后相加，把相加的結(jié)果作為所有能夠看清點間的總長度，用來計算平均速度。D、他分別測出每兩個相鄰清晰點間的距離，用來計算各段的平均速度，判斷是否是勻速運動。 9根據(jù)圖所示的打點計時器構(gòu)造圖，指出各主要部件的名稱：_ _，_ _，_ _， _ _，_ _， _ _，_ _，_ _，_ _。10電磁打點計時器的電源應(yīng)是_電源，通常的工作電壓為_伏，實驗室使用我國民用電時，每隔_秒打一次點，如果每打5個取一個計數(shù)點，即相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為_秒。11電磁打點計時器是一種使用交流電源的 儀器，當(dāng)電源的頻率為50Hz時，振針每隔 s打一次點，現(xiàn)在用打點計時器測定物體的加速度，當(dāng)電源頻率低于50Hz時，如果仍按頻率為50Hz的時間間隔打一次點計算，則測出的加速度數(shù)值（選填“大于”，“小于”，或“等于”頻率為50Hz時測出的加速度的值。12打點計時器是一種使用 流電源的 儀器，它的工作電壓為 V，當(dāng)電源頻率為50Hz時，它第隔 s打一次點，當(dāng)電源的頻率為60Hz時，它第隔 s打一次點。13下圖是某同學(xué)用打點計時器（電源頻率為50Hz）研究某物體運動規(guī)律時得到的一段紙帶，從A點通過計時器到B點通過計時器歷時 s，位移為 m，這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度為 m/s，BC段的平均速度為 m/s，而AD段的平均速度是 m/s。 【參考答案】1、ABC2、A、B、C、D應(yīng)注意（1）還應(yīng)檢查振針的高度是否適當(dāng)，固定振動片的螺絲是否松動，如果有上述現(xiàn)象會出現(xiàn)漏點、雙點、等時性不良情況。（2）如果經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)打點計時器有問題，不要自己調(diào)整，應(yīng)請實驗老師調(diào)整，（3）一個性能良好的打點計時器的振動片的固有頻率和所使用交流電頻率相等，這樣使振動片共振，振幅較大，打點清晰，等時性好，而振動片的固有頻率與振動片的長度及材料的彈性系數(shù)有關(guān)，可以通過調(diào)節(jié)振動片的長度來調(diào)整它的固有頻率，改變振動片的長度，觀察振動片的振幅，把振動片長度固定在振幅最大位置。3、A、B4、A、C、D，每打完一列點就要切斷電源，是為了防止線圈過熱而損壞，圓形復(fù)寫紙是套在定位軸上的，定位軸可以移動，每打完一列點后移動一下定位軸，以充分利用復(fù)寫紙的各個部位，可保證打點清晰，限位孔也可以側(cè)向移動，但在移動時要保證兩限位孔縱向?qū)R，移動后要把螺釘擰緊。5、A6、B7、 B此題的解答有兩點需要注意：一是在5 個連續(xù)點間只有4 個間隔，因此在這5 個點間運動的總時間為0.024s=0.08s；二是要注意長度的單位是cm，在計算平均速度時應(yīng)把cm換成m。8、B、D在大多數(shù)測量中不需要全部的點子，因此在很多情況下把最先打出的一些不很清晰、分布不夠合理的點子舍去，而利用那些清晰的、分布合理的點子，在此題的實驗中也應(yīng)如此處理，因此A選項錯誤，B選項正確，在測量距離時，按C選項所敘的方法測量誤差較大，原因是每次測量都會帶來絕對誤差，在相加時會造面誤差積累，正確的方法是用較長的尺一次測出所需的總長，D答案的敘述是正確的，因為計算各段的平均速度時需要的是各段的長度，必須分段測量。10、低壓交流，46,0.02秒，0.111、計時、0.02、大于。12、交；計時；46；0.02；0.017（這里取了兩位有效數(shù)字）打點計時器打點的時間間隔由所用交流電源的頻率決定，打點計時器1s內(nèi)打點的次數(shù)n和所用電源的頻率f相等，因此打點時間間隔T=（s）。13、0.04， 2.810-2 ， 0.70， 1.10 ， 0.76。注：平均速度的值，與在哪段時間或在哪段位移上計算有關(guān)，要注意單位換算，有時單位標(biāo)在紙帶圖上。 【反思】收獲疑問