打点计时器加速度华教教案.docx
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打点计时器加速度华教教案
我的个性化教案
学员姓名：
年级：
高一
学校：
学科：
物理课时：
教材版本：
人教版
课题名称：
质点、参考系和坐标系，时间和位移，速度
教师姓名：
授课时间：
年月日
教学目标
1.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（时间和位移）
2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度
明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的速度---时间图象
3.理解加速度概念、物理意义及与速度快、慢的区别，知道加速度的公式、符号、单位。
4.理解加速度的矢量性，能判断物体是做加速运动还是减速运动。
重点
难点
1.学会使用打点计时器
2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度
3.会用描点法描绘物体的速度---时间图象,并从中获取物理信息
课后作业
高一物理检测题
————第一章运动的描述
时间：
50分钟满分：
100分
班级：
姓名：
总分：
一、选择题（48分）（每小题有一个或多个选项符合题意）
题号
1
2
3
4
5
6
答案
题号
7
8
9
10
11
12
答案
1下列说法正确的是：
（）
A、参考系是为了研究物体的运动而选取的
B、宇宙中的物体有的静止的有的是运动的
C、只能选取不动的物体做为参考系
D、同一个运动对不同的参考系，其观察结果一定是相同的.
2．试判断下面的几个速度中是平均速度是（）
A．子弹以790m/s的速度击中目标；
B．汽车通过站牌时的速度是72km/h；
C．信号沿动物神经传播的速度大约为100m/s；
D．在市区某段对汽车限速，不得超过60km/h。
３．某物体作匀减速直线运动,其加速度为-2米／秒2,在任1秒中（）
A．该秒末速度比前1秒初速度小2米／秒；
B．末速度比初速度大2米／秒,方向与初速度方向相反；
C．末速度比初速度小2米／秒,其加速度方向与初速度方向相反；
D．末速度比初速度小2米／秒,其方向与初速度方向相反.
４．在研究物体的运动时，下列物体中可以当作质点处理的是（ ）
Ａ．研究飞机从北京到上海的时间，可以把飞机当作质点；
Ｂ．确定轮船在大海中的位置时，可以把它当作质点来处理；
Ｃ．作直线运动的物体可以看作质点；
Ｄ．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车可以当作质点来处理。
５．关于位移和路程的关系,下列说法中正确的是（）
A．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程就是位移；
B．物体沿直线向某一方向运动时，通过的路程等于位移的大小；
C．物体通过的两段路程不等，但位移可能相等；
D．物体通过的路程不为零，但位移可能为零。
6．以下的计时数据指时间的是（）
A．我们下午3点20分出发，不要迟到；
B．我校的百米跑记录是12秒8；
C．1997年7月1日零时我国开始对香港恢复行使主权；
D．世界杯足球决赛在今晚8时开始。
7．一物体做匀变速直线运动，某时刻速度的大小是4m/s，1s后的速度大小变成了10m/s，在这1s内该物体的（）
A、位移的大小可能小于4mB、位移的大小可能大于10m
C、加速度的大小可能小于4m/sD、加速度的大小可能大于10m/s
8．下列关于速度和加速度的说法中，正确的是（）
A．加速度表示速度变化的大小；
B．物体的速度为零，加速度也一定为零；
C．运动物体的加速度越来越小，表示速度变化越来越慢；
D．运动物体的加速度越来越小，表示物体运动的速度也越来越小。
t
9．图1中表明物体做匀速直线运动的图象是（）
10、一辆汽车沿平直公路行驶，开始以20m/s的速度行驶了全程的1/4，接着以v的速度行驶了最后的3/4的路程，已知全程的平均速度是16m/s，则v等于（）
A、18m/sB、36m/sC、15m/sD、17.1m/s
11、台球以10m/s的速度沿垂直与框边的方向撞击后以8m/s的速度反向弹回。
若球与框边的接触时间为0.1s，则台球在水平方向的平均加速度大小和方向为（）
A、20m/s2沿球弹回的方向B、20m/s2沿球撞击的方向
C、180m/s2沿球弹回的方向D、180m/s2沿球撞击的方向
12、物体沿一直线运动，在t1时间内通过的路程为x，它中间位置
x处的速度为v1，在中间时刻
t1的速度为v2，则v1和v2的关系为：
（）
A、物体做匀加速直线运动，v1＞v2B、物体做匀减速运动，v1＞v2
C、物体做匀速直线运动，v1=v2D、物体做匀速直线运动，v1＜v2
二．填空题（本题每空2分，共20分，把答案填在题中的横线上）
13．电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，实验室使用我国民用电时，每隔________秒打一次点，如果每打5个取一个计数点，即相邻两个计数点间的时间间隔为________秒。
14.（6分）如图为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻的点间还有四个点，已知打点计时器接交流50HZ的电源，则ab段的平均速度为___m/s，ae段的平均速度为_______m/s。
15．一个质点在x轴运动,开始时位置为x0=-2m，第15末位置为x1=3m，第2s末其位置为x2=1m那么,在第1s内质点位移大小为_____m,方向为沿x轴的______方向;在第2s内质点位移的大小为_______,方向沿x轴的________方向。
三．解答题（本题共2个小题，共32分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．北京体育大学教授张健，2000年8月8日8时整，从旅顺老铁山男岬角准时下水，于8月10时22分抵达逢来阁东沙滩，旅行是123.48KM，直线距离是109KM，不借助任何漂浮物横渡了渤海海峡，创造了男子横渡最长距离的世界记录，在这次横渡中，张健的平均速度是多少？
他每游100M所需的时间为多少？
17．做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小．汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度大小。
学员上课情况反馈
教
学
内
容
及
过
程
授课内容：
第四节用打点计时器记速度
测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.当物体沿直线运动时,其位移在不断变化,要研究物体的运动,我们首先要准确记录物体的运动信息.怎样记录呢?
课堂活动
用彩笔和纸带模拟打点计时器.
思考1.彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置?
2.在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响?
总结:
彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响（拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏）考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪?
原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了.
打点计时器是可以精确记录时间间隔和位移的仪器.
一电磁打点计时器
总结:
电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为4—6V.当电源频率为50Hz时,打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点.
思考:
电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么?
总结:
电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动,打点计时器将打不出点!
二电火花打点计时器
总结:
电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:
电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验是纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本.
思考1:
从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么?
总结:
电磁打点计时器使用时阻力较大:
阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计时器操作简易,安全可靠.
思考2:
打点计时器能记录哪些信息?
总结：
时间（时间间隔）和位移
三练习使用打点计时器
问题1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带?
总结:
将复写纸套在复写纸定位销上,推动调节片可以调节复写纸位置.将纸带从复写纸圆片下穿过即可.
问题2.振针打的点不清晰或打不出点可能有哪些情况?
怎样调节?
总结:
1.可能是复写纸该换新的了
2.可能是振动片的振动幅度太小了,可以调节振动片的位置
3.可检查压纸框的位置是否升高而阻碍了振动片使振针打不到纸带上,可将压纸框向下调节到原来的位置
4.可能是振针的位置太高,调节振针直到能打出点为止
5.可能是选择的4—6V的电压太低,可适当调高电压,但不得超过10V
问题3.为什么要先打开电源让打点计时器先工作1—2s再松手打纸带?
可不可以先松手再打开打点计时器的电源?
总结:
打点计时器打开电源后要经过一个短暂的时间才能稳定工作,所以应先打开电源让打点计时器工作1—2s后才能松手打纸带.这样做可以减小误差
问题4.打点计时器打完点后要及时关闭电源,这样做有什么好处?
总结:
因为打点计时器是按照间歇性工作设计的,长期工作会导致线圈发热而损坏
问题5.处理纸带时从某个能看清楚的点开始,往后数出n个点,这些点之间的时间间隔应该怎样确定?
总结:
每2个相邻的点之间的时间间隔是0.02s,n个点之间的时间间隔为（n-1）倍的0.02s
问题6.怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?
总结:
测出两个点的距离
数出两个点之间有n段时间间隔,则
.在用公式
即可计算出平均速度
四用打点计时器测量瞬时速度
思想方法:
用某段时间内的平均速度来粗略的代替这段时间内的某点的瞬时速度.所取的时间间隔越接近该点计算出的瞬时速度就越精确.
如图:
要计算E点的瞬时速度可以用D---E的平均速度来替代,也可以用E—F的平均速度来替代,还可以用D—F的平均速度来替代.这三种方法中D—F包含E点切比较靠近E点,所以用D—F的平均速度来替代E点的瞬时速度是最精确的!
可以用同样的方法计算出图中各点的瞬时速度填入课本24页的表2中,从表中列出的点我们可以粗略的了解纸带的运动情况.
五用图象表示速度
在表2中我们只能粗略得知纸带在有些间断的点的速度.要想知道纸带的速度变化规律我们还要借助于图象怎样用图象来表示物体的运动速度呢?
总结:
在坐标纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示物体的运动速度,用横坐标表示时间,根据表2中各个时刻的速度,将（v,t）作为一组坐标在图象中描点,将点连线后得出的图象称为速度---时间图象（v---t图象）,简称速度图象.
思考:
我们从根据实际测量数据所描出的点的走向可以大致看出纸带的速度变化规律.在把点连成线的时候我们是用折线来连还是用光滑的曲线来连呢?
总结:
速度的变化应该是比较平滑的,所以,如果用一条平滑的曲线来”拟合”这些点应该更符合实际情况.
小结
电磁打点计时器和电火花打点计时器都是记录物体在一定时间间隔内位移的仪器.v—t图象:
表示做运动的物体的速度随时间变化的规律.
板书设计
4用打点计时器测速度
电磁打点计时器
靠电磁感应带动振针振动通过复写纸打点
电火花打点计时器
靠产生的电火花放电蒸发墨粉打点
打点计时器的使用
注意使用方法和领悟注意事项
测量瞬时速度
用包含某点的一段时间的平均速度来粗略表示该点的瞬时速度
速度—时间图象
以时间为横坐标,速度为纵坐标,描点连线作出的平滑图象
巩固练习
1.运动的物体带动纸带被打点计时器打上一系列的点,这些点的距离不一定相等,但这些点能说明（）
A运动物体在一段时间内的位移
B运动物体在一段时间内的运动快慢
C运动物体在某时刻的位置
D运动物体的运动性质
2.通过打点计时器得到的一条纸带上的点子不均匀,下列判断正确的是（）
A点子密集的地方物体的运动速度比较大
B点子密集的地方物体的运动速度比较小
C点子不均匀说明物体在做变速运动
D点子不均匀说明打点计时器有故障
3.在你练习使用打点计时器时,小车拖动纸带并在上面打下一系列的小点,根据你所打出纸带,在判断纸带表示的运动是匀速直线运动还是变速直线运动时（）
A应通过测量纸带表示的运动的全程来判断
B必须通过计算任意两点间的平均速度来判断
C必须通过计算全程的平均速度来计算
D可以通过测量每相邻两点间的距离,看其是否相同来判断
参考答案
1.ABCD2.BC3.D
第五节速度变化快慢的描述——加速度
一、加速度
请回忆一下在直线运动中我们是怎样描述物体运动位置的变化的?
用坐标表示。
例如在直线运动中，物体从A点运动到B点，如右图所示。
建立数轴AB，设A点在数轴上的读数
为2m，B点在数轴上的读数
为7m，则物体运动位置的变化大小为多少?
5m。
如果物体从A到B是做匀速运动，所用时间为t=5s，怎样求这段过程中物体的速度?
=
=1m/s
如果物体做加速直线运动，同样在5s内，速度从2m／s增加到7m／s，怎样描述物体运动速度增加的快慢呢?
不同的运动，速度变化（增加或减小）的快慢往往是不同的，再看下面的例子。
案例1：
一架飞机在地面从静止到刚离开地面的过程中，约在30s内速度由O增加到约300km／h（相当于83m/s），飞机速度的变化量是多少?
飞机速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少?
案例2：
迫击炮射击时，炮弹在炮筒中的速度在O.005s内就可以由0增加到250m／s，炮弹速度的变化量是多少？
炮弹速度的变化与发生这个变化所用时间的比值是多少?
如果用
表示物体的速度变化量，
表示物体的速度变化所用的时间，那么用公式如何表达速度的变化与所用时间的比值呢?
案例1：
=
=2.8m/s案例2：
=
=5×104m/s
上述方法就是变速直线运动中，描述物体运动速度变化快慢的基本思路和基本方法。
为了描述物体运动速度变化的快慢这一特征，我们引入加速度（acceleration）的概念:
加速度是速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值（比值定义法）。
通常用a表示，则有
，这就是变速直线运动的加速度的基本定义式。
在国际单位制中，加速度的单位是m／s2，读作米每二次方秒。
速度是矢量，速度的变化量也是矢量，加速度也是矢量，不仅有大小，也有方向。
在直线运动中加速度的方向与速度方向有什么关系呢？
下面我们一起来讨论:
二、加速度方向与速度方向的关系
当物体加速运动时，则
>O，时间△t是标量，加速度a的计算值为正值，如果以初速度的方向为正方向（即初速度
取正值），a为正值。
则表示a的方向与初速度的方向相同；或反过来说，若加速度a与初速度同向时，则这个直线运动为加速运动。
当物体是减速运动时，则
取正值），a为负值。
则表示a的方向与初速度的方向相反；或反过来说，若加速度a与初速度反向时，则这个直线运动为减速运动。
请说说什么是匀变速运动？
如果物体的加速度保持不变，该物体的运动就是匀变速运动。
如同平均速度与瞬时速度那样，加速度也有平均和瞬时之分。
在匀变速运动中，平均加速度与瞬时加速度有什么关系?
在匀变速运动中，其速度随时间均匀变化（增加或减少），每时每刻的加速度，即瞬时加速度与一段时间内的加速度，即平均加速度相同。
匀速直线运动可看成什么运动?
可看成加速度为零的匀变速运动。
汽车的加速性能是汽车的一个很重要的参数，有人说，我这车好，启动快。
在百米赛跑中，我们常说某某同学身体素质好，有很好的爆发力，起跑快。
加速度和速度的区别：
（1）速度大，加速度不一定大；加速度大，速度不一定大。
（2）速度变化量大，加速度不一定大。
（3）加速度为零，速度可以不为零；速度为零，加速度可以不为零。
【例题剖析】
例题1做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m／s增加到20m／s，求火车加速度的大小．汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m／s减小到零，求汽车的加速度大小。
例题2判断下列说法是否正确
①做匀变速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向总是相同。
错．只有做匀加速直线运动的物体，它的加速度方向和速度方向相同。
②做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越大，加速度越大。
错．速度变化大，但不知所用时间的多少。
③做匀变速直线运动的物体，它的速度变化越快，加速度越大。
对．
三、从v一t图象看加速度
速度一时间图象描述了什么问题?
怎样建立速度一时间图象?
速度一时间图象是描述速度随时间变化关系的图象，它以时间轴为横轴，以纵轴为速度轴，在坐标系中将不同时刻的速度以坐标的形式描点，然后连线，就画出了速度一时间图象。
【思考与讨论】
图1—5—2中两条直线a、b分别是两个物体运动的速度一时间图象，哪个物体运动的加速度比较大?
我们可以从直线上任意选择间隔较大的两点来找到这两个点间的速度变化量△v，时间间隔
。
这样就可以定量求加速度了，用加速度的定义式
就行了。
【课堂训练】
如图是某质点做直线运动的v一t图象，从图上求出各段的速度变化量及加速度。
例题解析
【例1】关于物体的运动情况，下列说法正确的是………………（ ）
A.物体的速度为零时，加速度一定为零
B.物体的运动速度很大时，加速度一定很大
C.物体的速度变化量很大时，加速度一定很大
D.物体的速度减小时，加速度可能增大
【例2】做匀变速直线运动的物体，在前5s内速度由零增至20m／s，在后5s内速度由20m／s减至5m／s．求物体在前5s内和后5s内的加速度。
【例3】如图1—5—3所示为一物体作匀变速直线运动的v－t图像，试分析物体的速度和加速度的特点。
【例4】如图1－5－4所示是某矿井中的升降机由井底到井口运动的图象，试根据图象分析各段的运动情况，并计算各段的加速度．
本节小结速度变化快慢的描述——加速度
1、加速度
加速度：
速度的变化量与发生这一变化量所用时间的比值。
（描述速度变化快慢的物理量）
符号：
a单位：
m／s2或m.s-2，读作米每二次方秒。
2、加速度方向与速度方向的关系
在直线运动中，如果速度增加，则加速度的方向与速度的方向相同；如果速度减小，则加速度方向与速度的方向相反。
3、从v一t图象看加速度
从直线的倾斜程度能判断加速度的大小，在同一v一t图象中，直线越陡，加速度越大。
加速度
（1）定义：
速度变化量与发生这一变化所用的时间的比值。
（2）物理意义：
描述物体运动速度变化快慢的物理量。
（3）单位：
米每二次方秒（m/s2）
（4）加速度是矢量，方向与速度变化的方向相同
（5）加速度与速度没有直接关系：
加速度很大，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；加速度很小，速度可以很小、可以很大、也可以为零（某瞬时）；
（6）加速度与速度的变化量没有直接关系：
加速度很大，速度变化量可以很小、也可以很大；加速度很小，速度变化量可以很大、也可以很小。
加速度是“变化率”——表示变化的快慢，不表示变化的大小。
（7）物体是否作加速运动，决定于加速度和速度的方向关系，而与加速度的大小无关。
加速度的增大或减小只表示速度变化快慢程度增大或减小，不表示速度增大或减小。
当加速度方向与速度方向相同时，物体作加速运动，速度增大；若加速度增大，速度增大得越来越快；若加速度减小，速度增大得越来越慢（仍然增大）。
当加速度方向与速度方向相反时，物体作减速运动，速度减小；若加速度增大，速度减小得越来越快；若加速度减小，速度减小得越来越慢（仍然减小）。
（8）强调：
加速度的正、负号只表示其方向，而不表示其大小。
（9）加速度不变的运动叫做匀变速运动。
匀变速运动又分匀变速直线运动和匀变速曲线运动。
匀加速直线运动：
vt＞v0，∆v为正值，a＞0，a与v0方向一致。
匀减速直线运动：
vt＜v0，∆v为负值，a＜0，a与v0方向相反。
巩固训练
1.关于速度和加速度的关系，下列说法中正确的是………………（）
A．速度变化越大，加速度就越大
B．速度变化越快，加速度越大
C．加速度大小不变，速度方向也保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小
2.足球以8m/s的速度飞来，运动员把它以12m/s的速度反向踢回，踢球时间为0.2s,设球飞来的方向为正方向，则踢球的这段时间的加速度是………………（ ）
A、－20m/s2B、20m/s2C、－100m/s2D、100m/s2
3.做匀加速运动的火车，在40s内速度从10m/s增加到20m/s，求火车加速度的大小？
汽车紧急刹车时做匀减速运动，在2s内速度从10m/s减小到零，求汽车的加速度？
4.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s，经过1s后的速度的大小为10m/s，那么在这1s内，物体的加速度的大小可能为。
5．如图1—5—5所示是某一质点做匀减速直线运动的速度图象，从图象可知，该质点运动的初速υ0＝_________米/秒，加速度a＝米/秒2，方向与质点运动初速度υ0方向，在20秒末质点的速度是米/秒。
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