1.3.2 打点计时器使用 学案-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理导学案围绕“练习使用打点计时器”展开，核心知识点包括电磁与电火花计时器的构造原理、实验操作规范及时间位移速度的测量方法。通过知识预习表格对比仪器异同，结合判断题巩固基础，搭建从仪器原理到实验操作再到数据处理的学习支架，衔接前后知识。 资料以科学探究为主线，通过实验步骤要点提醒规范操作，结合例题分析培养科学思维（如计时点与计数点辨析、误差处理），强调如实记录数据体现科学态度，帮助学生掌握实验技能，提升科学探究与科学思维能力。

1.3-2练习使用打点计时器 学习目标 1. 了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造及工作原理，知道两者的异同。 2. 学会使用打点计时器，能正确安装纸带、操作仪器并打出清晰的纸带。 3. 能根据纸带上的点迹测量时间、位移，并计算平均速度和瞬时速度。 4. 掌握计时点与计数点的区别，理解"每5个点取一个计数点"的含义。 5. 能根据纸带点迹的疏密判断物体运动的快慢。 一、打点计时器 知识预习 比较项目 电磁 打点计时器 电火花 计时器 电源电压 约 8 V交流 220 V交流 打点原理 电磁作用振针振动打点 脉冲电流放电打点 打点周期 0.02s（50Hz） 0.02s（50Hz） 阻力来源 纸带与限位孔、复写纸、振针摩擦 纸带与限位孔、墨粉纸盘摩擦 精度 较低 较高（阻力更小） 能否用直流 不能 不能 判断题 （1）电磁打点计时器使用直流电源。（ ） （2）电火花计时器使用220V交流电源。（ ） （3）两种计时器的打点周期相同。（ ） （4）电火花计时器可以每次打两个点。（ ） （5）电磁打点计时器的工作电压为220V。（ ） （6）若电源频率变为60Hz，打点周期变为0.02s。（ ） 【答案】（1）×（2）√（3）√（4）×（5）×（6）× 实验步骤与注意事项 ①实验步骤：了解构造→固定计时器→安装纸带→启动电源→拉动纸带→关闭电源→取下纸带→选取计数点→测量位移→记录数据。 ②操作顺序：先接通电源，待打点稳定后再拉动纸带；打点结束后立即关闭电源。 ③选取纸带：选择点迹清晰的纸带，从能看清的某个点开始作为起始点，标出6~8个计数点。 ④数据记录：先设计表格，记录时间及位移，原始数据如实记录、不得篡改。 📖要点提醒 ①先通电后拉纸带：确保打点稳定，避免开始阶段点迹不清。 ②打完点后立即关闭电源：防止计时器长时间工作损坏。 ③统一测量各点到起始点距离：避免分段测量的累积误差。 ④纸带应保持平整，卷曲歪斜会增大摩擦。 判断题 （1）实验时应先拉动纸带，再接通电源。（ ） （2）打点结束后应立即关闭电源。（ ） （3）测量纸带位移时应分段测量各段长度。（ ） （4）实验时可以不设计记录表格，直接记录数据。（ ） （5）原始数据应如实记录，不得篡改。（ ） （6）应选择点迹清晰的纸带进行分析。（ ） 【答案】（1）×（2）√（3）×（4）×（5）√（6）√ 【例1】在"练习使用打点计时器"的实验中，下列操作正确的是（ ） A. 先拉动纸带，再接通电源 B. 先接通电源，待打点稳定后再拉动纸带 C. 打点结束后不必关闭电源 D. 纸带穿过限位孔后无需检查是否平整 【答案】B【解析】应先通电后拉纸带，A错误、B正确；打完点后应立即关闭电源，C错误；纸带应保持平整，D错误。 【例2】在"练习使用打点计时器"的实验中，下列关于纸带数据处理的说法正确的是（ ） A. 应分段测量各段位移再相加 B. 应统一测量各计数点到起始点的距离，再相减得到各段位移 C. 毫米刻度尺读数只需读到毫米位 D. 只需打一条纸带即可 【答案】B【解析】应统一测量各点到起始点距离再相减，避免累积误差，A错误、B正确；毫米刻度尺应估读到0.1mm，C错误；应重复实验3次，选最理想纸带，D错误。 二、测量时间与位移 知识预习 ①测量时间：纸带上相邻两点间的时间间隔等于打点周期。数出两点间间隔数n，则运动时间t = n×0.02s。 ②计时点与计数点：计时点是打点计时器实际打出的点，相邻计时点间隔0.02s；计数点是为读数方便每隔若干个计时点取一个点，如每5个计时点取1个计数点，则相邻计数点时间间隔为0.1s。 ③测量位移：用刻度尺测量纸带上两点间的距离，即为该时间间隔内物体运动的位移大小。 ④位移测量方法：应统一测量各点到起始点的距离，再计算各段位移，不要分段测量（减小误差）。 ⑤刻度尺读数：毫米刻度尺应估读到0.1mm，注意有效数字。 ⑥点迹判断：点迹密集→速度小（运动慢）；点迹稀疏→速度大（运动快）；点迹均匀→匀速运动。 📖要点提醒 1. 计时点与计数点辨析 比较项目 计时点 计数点 含义 计时器实际打出的点 为读数方便选取的点 间隔时间 0.02s（50Hz） 通常0.1s（每5个点取1个） 点数关系 实际打出的所有点 计时点的子集 用途 原始记录 计算与分析 判断题 （1）纸带上6个计时点之间的时间间隔为0.1s。（ ） （2）每5个计时点取1个计数点，相邻计数点时间间隔为0.1s。（ ） （3）测量纸带位移时应分段测量各段长度。（ ） （4）纸带上点迹密集说明物体运动较慢。（ ） （5）计数点之间的时间间隔一定为0.1s。（ ） （6）毫米刻度尺读数应估读到0.1mm。（ ） 【答案】（1）√（2）√（3）×（4）√（5）×（6）√ 【例3】一条纸带上共打出6个清晰的计时点，则这6个点之间的时间间隔为（ ） A. 0.06 s B. 0.08 s C. 0.10 s D. 0.12 s 【答案】C【解析】6个计时点之间有5个间隔，t = 5×0.02s = 0.10s，选C。 【例4】在"练习使用打点计时器"的实验中，关于纸带上的点迹，下列说法正确的是（ ） A. 点迹越密，说明物体运动越快 B. 点迹越疏，说明物体运动越快 C. 点迹均匀分布，说明物体做匀速运动 D. 点迹分布与运动快慢无关 【答案】BC【解析】点迹密→相同时间位移小→速度小→运动慢，A错误；点迹疏→相同时间位移大→速度大→运动快，B正确；点迹均匀→相同时间位移相等→匀速，C正确；点迹分布反映运动快慢，D错误。 三、测量速度 知识预习 ①测量平均速度：选取纸带上两点，测出其间位移Δx与所用时间Δt，则平均速度 v̄ = Δx/Δt。 ②测量瞬时速度：用包含待研究点内的较短时间内的平均速度近似代替该点的瞬时速度。 如VC ≈ XBD/(2T)，其中B、D为C点前后的相邻计数点。 ③时间间隔Δt越小，平均速度越接近瞬时速度；但Δt过小会增加位移测量误差。 📖要点提醒 1. 纸带中平均速度与瞬时速度的测量辨析 比较项目 平均速度 瞬时速度 公式 v̄ = Δx/Δt v ≈ Δx/Δt（Δt很小） 时间间隔 较大 很小 选取范围 两计数点间 待测点前后各一段 物理意义 某段时间内运动快慢 某一时刻运动快慢 精度 由选取范围决定 Δt越小越精确 判断题 （1）利用纸带求瞬时速度时，时间间隔越小越精确。（ ） （2）求某点的瞬时速度，可以用该点前后两点间的平均速度来近似。（ ） （3）纸带上的平均速度就是瞬时速度。（ ） （4）若电源频率偏大，按50Hz计算出的速度会偏大。（ ） （5）VC ≈ XBD/(2T)中，B、D是C点前后的相邻计数点。（ ） （6）时间间隔取得越小，位移测量误差越小。（ ） 【答案】（1）√（2）√（3）×（4）×（5）√（6）× 【例5】在"练习使用打点计时器"时，每5个点取一个计数点，得到相邻计数点间的距离分别为：AB=3.62cm，BC=4.28cm，CD=4.90cm，DE=5.52cm，则C点的瞬时速度约为（ ） A. 0.428 m/s B. 0.459 m/s C. 0.490 m/s D. 0.521 m/s 【答案】B【解析】VC ≈ XBD/(2T) = (BC + CD)/(2T) = (4.28 + 4.90)/(2×0.1) = 9.18/0.2 = 0.459 m/s，选B。 【例6】若交流电源的实际频率为51Hz，而实验时仍按50Hz计算，则测量出的速度比实际速度（ ） A. 偏大 B. 偏小 C. 相等 D. 无法确定 【答案】B【解析】实际频率51Hz，真实周期T真 = 1/51 s < 0.02s。按50Hz计算时，所用时间T算 = 0.02s > T真。v = Δx/Δt，Δt算大了，故v偏小，选B。 学科网（北京）股份有限公司 $