第一章 第四节 测量直线运动物体的瞬时速度-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四节　测量直线运动物体的瞬时速度 【核心素养目标】 物理观念 练习使用打点计时器。会利用打点计时器测量纸带的平均速度和瞬时速度。 科学探究 认识并会使用打点计时器测物体的运动时间和位移，由打点计时器打出的纸带上的点探究物体运动的变化规律。 知识点一　打点计时器 种类 电火花计时器 电磁打点计时器 结构图示 工作电源 220 V交流电源 4～6 V的交流电源 打点方式 周期性产生电火花 振针周期性上下振动 打点周期 0.02 s 0.02 s 记录信息 位移、时间 【判断正误】 1．电磁打点计时器的工作电压为4～6伏的直流电。(×) 2．打点计时器是测量长度的实验仪器。(×) 3．打点计时器打出的任何两个点之间的时间间隔都为0.02 s。(×) 用打点计时器测量位移和时间的步骤 1．安装、固定打点计时器，并将纸带穿过打点计时器的两个限位孔。 2．接通电源，待打点计时器稳定工作后，用手水平拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后关闭电源。 3．取下纸带，从便于测量的位置开始(起始点)，往后数出若干个点。如数出n个点，算出纸带从起始点到第n个点的运动时间t。 4．用刻度尺测量出从起始点到第n个点的位移s。 (2022·安徽合肥月考)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，然后按实际操作的合理步骤，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50 Hz的低压________(选填“交流”或“直流”)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____________(选填“插孔”或“限位孔”)，并压在________(选填“白纸”或“复写纸”)下面 C．用刻度尺测量从计时开始点到最后一个点间的距离Δx D．切断电源，取下纸带，如果共有6个清晰的点，则这段纸带记录的时间Δt＝________ 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 实验步骤的合理顺序是________。 解析：电磁打点计时器使用的是低压交流电源，因此要将导线接在低压交流电源上；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，这样才能通过振针把点打在纸带上；打点计时器的打点周期为0.02 s，若打n个点，则有(n－1)个时间间隔，故这段纸带记录的时间Δt＝0.02×(6－1) s＝0.1 s；实验步骤的顺序一般要先安装器材，即首先进行B、A步骤，然后进行实验即进行E步骤，实验结束要先关掉电源，即进行D步骤，最后进行数据处理，即进行C步骤，故实验步骤的合理顺序是BAEDC。 答案：交流　限位孔　复写纸　0.1 s　BAEDC 学生用书↓第17页 针对练．(2022·揭阳市揭东区高一期末)(1)打点计时器是一种记录物体________和________信息的仪器； (2)当电磁打点计时器的电源频率是50 Hz时，打点计时器每隔________s打一个点； (3)关于打点计时器的使用说法正确的是________。 A．电磁打点计时器使用的是10 V以下的直流电源 B．在测量物体速度时，为了减小误差，先让纸带运动，后接通打点计时器的电源 C．使用的电源频率越高，打点的时间间隔就越小 D．纸带上打的点越密，说明物体运动得越快 解析：(2)打点计时器打点周期T＝＝0.02 s； (3)电磁打点计时器使用的是4～6 V的交流电源，故A错误；实验时应先接通电源，后拉动纸带，故B错误；打点的时间间隔取决于交流电源的频率，电源频率越高，打点的时间间隔就越小，故C正确；纸带上打的点越密，说明相等时间内物体的位移越小，即物体运动的越慢，故D错误。 答案：(1)位移　时间　(2)0.02　(3)C 知识点二　用打点计时器测量瞬时速度的方法 一、实验原理 1．测量平均速度：根据＝可求出任意两点间的平均速度，其中： (1)Δx是纸带上两点间的位移，可以利用刻度尺测量； (2)Δt是这两点间的时间间隔，可以根据两点间隔的打点个数及打点周期确定。 2．测量瞬时速度：运动物体在某一时刻或某一位置(例如纸带上某点)的瞬时速度可以粗略地由包含该点在内的相距较近的两点间的平均速度来表示。 二、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、学生电源、刻度尺、纸带、复写纸、导线、坐标纸等。 三、实验过程 1．练习使用打点计时器 (1)把电磁打点计时器固定在桌子上，纸带穿过限位孔，把复写纸套在定位轴上，并且压在纸带上面。 (2)把电磁打点计时器的两个接线柱接到4～6 V的低压交流电源上。 (3)接通电源开关，用手水平拉动纸带，使它在水平方向上运动，纸带上就打下一系列点。