1.3运动快慢的描述-速度（实验）学案

【学习目标细解考纲】

1，了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能

2，会使用打点计时器，学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理

3，能根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度

【课前自主共品教材】

1．电磁打点计时器

上海水磨工作室（1）电磁打点计时器是一种仪器。它使用电源，工作电压在以下。当电源频率是50hz时，它每隔打一个点。

（2）下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：

上海水磨工作室1、2、3、4、5、

6、7、8、9、（3）电磁打点计时器是如何工作的？

通电以前，把纸带穿过，再把套在轴上的压在纸带。接通电源

后，在和的作用下，便振动起来。带动其上的上下振动。这时，如果纸带，振针就通过在纸带上留下。

（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

表示相应时间间隔中。由这些点的，我们可以了解物体的。）

上海水磨工作室【思考1】：电磁打点计时器使用低压交流电源工作，想一想能不能使用直流电源，为什么？

2．电火花计时器（1）常见的打点计时器有两种两

者的计时原理

（2）下图图为电火花计时器的构造图

上海水磨工作室（3）电火花计时器是如何工作的？

使用电火花计时器时，墨粉纸盘套在上，把纸带穿过。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、到，产生，于是在运动的纸带上就打出。

上海水磨工作室当电源频率是50hz时，每隔打一次点。

【思考2】从原理上考虑：电火花计时器与电磁打点计时器相比哪个更好，误差更小？

上海水磨工作室【小组讨论，互动探究】（阅读教材，小组讨论）

1．实验原理

2．实验步骤

（1）．

（2）．

（3）．

（4）．

（5）．

（6）．

3．实验后思考

1，纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？

上海水磨工作室2，处理纸带时，从能够看清的某个点开始往后数若干个点，如果数出n个点，这些点划

分出来的时间间隔数是多少？由此计算这段时间间隔是多久？

3，观察你打出的一条点迹清晰的纸带，想一想怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速

度？

4，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？

5，使用打点计时器时，下列问题对实验的影响是什么？

（1）错接在直流电源上，影响是

上海水磨工作室（2）电源频率不稳，影响是

（3）打点针压得太紧，影响是

上海水磨工作室（4）电源电压不稳，影响是

（5）振针过长，影响是

6，如图1所示为某次实验中打出的一条实际大小的纸带，图中o为纸带运动的起始点，

a为所选取的第一个计数点，o点到a点之间有部分点不清晰，用毫米刻度尺测量后可算出

上海水磨工作室哪些物理量？你能做出哪些判断？

图1

课堂测评

上海水磨工作室一、选择题（每小题有一个或多个选项符合题意）

1.关于打点计时器的使用，下列说法中正确的是()

a．打点计时器应用低压交流电源，交流电频率为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，每次测量应先将纸带理顺。

上海水磨工作室2．运动物体拉动穿过打点计时器的纸带，纸带上打下一系列小点，打点计时器打下的点直

接记录了（）

a．物体运动的时间；b．物体在不同时刻的位置；

c．物体在不同时刻的速度；d．物体在不同时间内的位移。

3．手拖动纸带经过打点计时器后，在纸带上留下的点中有6个连续清晰的点，测出这6个

上海水磨工作室点的第1点到第6点的距离为18cm，则（）

a．手运动的平均速度为0.03m/sb．手运动的平均速度为1.5m/s

c．手运动的平均速度为1.8m/sd．手运动的平均速度为180m/s

4．在使用电磁打点计时器时，有时发现计时器的打点周期不稳定，其原因可能是

上海水磨工作室a．交流电源的电压不稳定b．交流电源的频率不稳定

上海水磨工作室c．巳永久磁铁的磁*太弱d．振片的固有频率与交流电源的频率有偏差

5．根据打点计时器打好的纸带，可以从纸带上直接得到的物理量是（）

上海水磨工作室a．时刻b．时间c位置d．位移e．平均速度

6．根据打点计时器打好的纸带，通过适当的计算可以得到的物理量是（）

a．时刻b．时间c位置d．位移e．平均速度

7．某同学用电磁打点计时器做实验时，在纸带上留下的不是圆点，而是一列短线，这可

能是因为()

a．打点计时器错接在直流电源上；b．电源频率不稳定；

上海水磨工作室c．打点的振针压得过紧；d．打点的振针压得过松。

二、填空题（把*填在相应的横线上或按题目要求作答）

上海水磨工作室8．用打点计时器可测纸带运动的时间和位移．下面是没有按*作顺序写的不完整的实验步

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*作的合理步骤，

上海水磨工作室将各步骤的字母代号顺序写在空白处．

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低压

上海水磨工作室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

上海水磨工作室c．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离?x。

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．打开电源开关，再用手水平地拉动纸带，纸带上打下一系列小点。

f．利用公式??x?t计算纸带运动的平均速度。

实验步骤的合理顺序是

上海水磨工作室9．美国着名短跑运动员卡尔·刘易斯曾以9.86s跑完100m．在这次赛跑中，从起跑点算起每10m所用时间分别是：1.88s、1.08s、0.92s、0.89s、0.84s、0.84s、0.84s、0.83s，最后20m用了1.74s．从这组数据可以算出，他跑完100m的平均速度是______m/s，平均速度最小的是第______个10m，平均速度最大的是第________个10m。

上海水磨工作室10．如图1所示，是某人练习使用打点计时器得到的纸带，纸带的右端后通过打点计时器．从点痕的分布情况可以断定纸带的运动情况是。若所用电源频率为50hz，从打下a点到打下d点，共13点，历时s，位移为m，这段时间内纸带运动的平均速度是m/s．bd段

的平均速度是m/s。

上海水磨工作室11．电火花打点计时器使用交流电源工作，它是利用在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器．工作电源频率是50hz，如果用它测量时，实验者不知工作电压的频率变为60hz，仍按50hz的频率计算，这样算出的速度值与物体速度的真实值相比是（填“偏大”或“偏小”）。

上海水磨工作室12．某次实验用打点计时器交流电的频率为50hz，纸带的记录如图3所示,图中o点为纸带的第一个点，接下来的前几个点模糊,因此从a点开始每打五个点取一个计数点,推测纸带的运动是加速还是减速？在打出a、f这两点的时间间隔中，纸带运动的平均速度是

图3

第2篇：《打点计时器测速度》优秀教学设计

上海水磨工作室打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况，这对高一新生来说是全新的。通过对打点计时器的了解，掌握其使用方法。平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。加强对瞬时速度的理解，拉近物理与生活、模型与实际的距离，培养学生从不同角度看同一问题的素养和学生的发散思维。用图像表示物理量的变化，在生活中是十分常见的方法，本书在这方面加强了很多。在过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改换为“根据所描点子”的分布和走向尝试用条曲线来“拟合”这些测量点，即将验**实验换为探究*实验，思路不一样、逻辑线索不一样。此外，让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越*。本节内容从知识到能力要求均很高，特别对刚入高中的新生来说有难度，更具有吸引力和挑战*。

【教学目标】

一、知识与技能

（1）会使用打点计时器；

（2）会用点计时器测瞬时速度；

上海水磨工作室（3）理解速度──时间图象。

上海水磨工作室二、过程与方法

上海水磨工作室（1）培养学生良好实验习惯，体会实验在物理学发展中的作用；

（2）感受计时器的发展历程；

（3）了解极限思想在处理模型和实际中的作用。

三、情感态度与价值观

上海水磨工作室通过对平均速度和瞬时速度的理解，让学生感受物理逻辑之美；通过实验培养学生的合作、善于交流、勇与修正自己错误的意识。

【教学内容】

上海水磨工作室1．打点计时器的使用，使学生明确为什么引入打点计时器、打点计时器的优越*，感受计时器的发展历程。

2．从极限和微分的角度理解平均速度和瞬时速度的关系，同一现象多角度多方位观察。

3．v－t图像的获得和理解，以及在反映物理量和处理实验数据的优越*，能将图像和实际运动情况一一对应。

第3篇：高考物理打点计时器测速度实验*作

用打点计时器测速度时中间时刻瞬时速度,等于这段时间的平均速度。以下是用打点计时器测速度实验*作，物理网请考生仔细掌握。

一.教学内容：

实验：用打点计时器测速度

二.教学重点：

上海水磨工作室1.了解误差有关常识和有效数字运算相关知识.

2.学会使用打点计时器。

3.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。

上海水磨工作室4.用打点计时器测速度物理实验：会用描点法描绘物体的速度?D?D时间图象，并从中获取物理信息。

三.教学难点：

处理纸带的方法，用描点法画图象的能力。

上海水磨工作室四.重点、难点解析：

(一)误差和有效数字

1.误差

测量值与真实值的差异叫做误差。误差可分为系统误差和偶然误差两种。

(1)系统误差的特点是在多次重复同一实验时，误差总是同样地偏大或偏小。系统误差具有确定的方向*，因此找出其产生的原因后，可采取适当的措施减小或消除它。

(2)偶然误差总是有时偏大，有时偏小，并且偏大和偏小的机会相同。减小偶然误差的方法，可以多进行几次测量，求出几次测量的数值的平均值。这个平均值比某一次测得的数值更接近于真实值。

2.有效数字

带有一位不可靠数字的近似数字，叫做有效数字。

上海水磨工作室(1)有效数字是指近似数字而言。

(2)只能带有一位不可靠数字，不是位数越多越好。

上海水磨工作室凡是用测量仪器直接测量的结果，读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后，再向下估读一位(不可靠数字)，这里不受有效数字位数的限制。

上海水磨工作室间接测量的有效数字运算不作特别要求，运算结果一般可用2~3位有效数字表示。

从仪器上读出来的数值，经常有一位数是估计出来的，或多或少存在着误差。例如米尺的最小刻度是mm(0.001m)，那么用米尺测量长度可读到十分之一毫米(0.0001m)。0.001m这一位可以从米尺上读出来，是可靠的，0.001m位前面的数都是可靠数，0.0001m这一位是测量者估读出来的，估读的数字因人而异，因此是有疑问的，称为存疑数。由于0.0001m位已存疑，在它以后各位数的估读已无必要。我们把可靠数加上最后一位存疑数，一起记录下来，统称为有效数字。

(二)打点计时器原理及使用

1.电磁打点计时器

上海水磨工作室教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，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。

上海水磨工作室电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如图1所示。工作电压为4V～6V。当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点。通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面。当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片(由*簧钢制成)磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02s。位于振片一端的振针就跟着上下振动起来。这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。

电磁打点计时器

上海水磨工作室电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么?

上海水磨工作室使用时电源*头直接*在交流220V*座内，将裁成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mm×700mm)从**卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带(位于下面)做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验;墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本。

上海水磨工作室从原理上考虑，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?

小结：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致(脉冲周期误差不大于50s，这一方面也远优于电磁打点计时器)，同时它的*作简易，使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5A)。

上海水磨工作室打点计时器能记录哪些信息?

*：B

上海水磨工作室答：将复写纸套在复写纸定位销上，推动调节片，可调节复写纸位置。将纸带从复写纸圆片下穿过。

问题2：振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因?怎样调整?

上海水磨工作室答：因打点计时器是按间歇工作设计的，故长期工作可能会因线圈发热而损坏。

上海水磨工作室电火花计时器的纸带安装方法：

使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的方法有两种：一种是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜*较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带。学生实验时可采用这一方法。另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，所以打出的点迹颜*较重。墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可重复使用。用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大。不管用哪种方法，打完纸带后应立即切断电源。

上海水磨工作室问题4：处理纸带时，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少?，T为相邻两个字母之间的时间间隔。用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度vE=vDF。

上海水磨工作室可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。然而D、F两点距离过小则测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。

根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移Δx，同时记录对应的时间Δt，填入教材第23页中设计好的表1中。

算出刚填完的表1中各点附近的平均速度，把它当作计时器打下这些点时的瞬时速度，抄入教材表2中。从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况。