打点计时器物体运动的速度34节.docx

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打点计时器物体运动的速度34节

个性化辅导教案

授课时间:

2013年月日

备课时间：

2013年月日

年级：

初三科目：

物理课时：

2

学生姓名：

课题：

打点计时器，物体运动的速度

老师姓名：

张婉

教学

目标

1、知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性．

2、知道质点的平均速度和瞬时速度等概念．

3、知道速度和速率以及它们的区别．

4、会用公式计算物体运动的平均速度．

重点

难点

1、速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系．

教

学

内

容

运动快慢的描述——速度

课型：

新授课

【自主探究】

知识点一：

坐标与坐标的变化量

【阅读】P15“坐标与坐标的变化量”一部分，回答下列问题。

A级1、物体沿着直线运动，并以这条直线为x坐标轴，这样物体的位置就可以用来表示，物体的位移可以通过表示，Δx的大小表示，Δx的正负表示

【思考与交流】1、汽车在沿x轴上运动，如图1—3—l表示汽车从坐标x1＝10m，在经过一段时间之后，到达坐标x2＝30m处，则Δx＝，Δx是正值还是负值？

汽车沿哪个方向运动？

如果汽车沿x轴负方向运动，Δx是正值还是负值？

2、如图1—3—l，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量?

怎么表示？

3、绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2m处，第1s末到达该标记点西3m处，第2s末又处在该标记点西1m处．分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向．

知识点二：

速度

【阅读】P10第二部分：

速度完成下列问题。

实例：

北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林·约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录．那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢?

试举例说明．

【思考与交流】

1、以下有四个物体，如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢?

初始位置（m）

经过时间（s）

末了位置（m）

A．自行车沿平直道路行驶

0

20

100

B．公共汽车沿平直道路行驶

0

10

100

C火车沿平直轨道行驶

500

30

1250

D．飞机在天空直线飞行

500

10

2500

A级1、为了比较物体的运动快慢，可以用跟发生这个位移所用的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度．

2、速度公式v=

3、单位：

国际单位m/s或m·s-1，常用单位km/h或km·h-1,㎝/s或㎝·s-1

4、速度的大小在数值上等于的大小；速度的方向就是物体的方向，位移是矢量，那速度呢?

问题：

我们初中时曾经学过“速度”这个物理量，今天我们再次学习到这个物理量，那大家仔细比较分析一下，我们今天学习的“速度”跟初中学习的“速度”一样吗？

如果不一样，有什么不同？

知识点三：

平均速度和瞬时速度

一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢不一定时时一样，所以由v=Δx/Δt求得速度，表示的只是物体在时间Δt内的快慢程度，称为：

速度。

平均速度的方向由_______________的方向决定，它的_____________表示这段时间内运动的快慢．所以平均速度是量，

1、甲百米赛跑用时12.5秒，求整个过程中甲的速度是多少？

那么我们来想一想，这个速度是不是代表在整个12.5秒内速度一直都是这么大呢？

2、前面的计算中我们只能知道百米赛跑中平均下来是每秒8米，只能粗略地知道物体运动的快慢，如果我想知道物体某个时刻的速度如10秒末这个时刻的速度，该如何计算呢？

【思考与交流】

教材第13页，问题与练习2，这3个平均速度中哪个接近A点的速度？

总结：

质点从t到t+△t时间内的平均速度△x/t△中，△t取值时,这个值就可以认为是质点在时刻的瞬时速度．

问题：

下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？

1.百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。

2.经过提速后，列车的速度达到150km/h.

3.由于堵车，在隧道中的车速仅为1.2m/s.

4.返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。

5.子弹以800m/s的速度撞击在墙上。

知识点三：

速度和速率

学生阅读教材第16页相应部分的内容并填空：

速度既有，又有，是量，速度的叫速率，速率是量。

问题：

在日常生活中我们也常常用到“速度”这个词，那我们平时所讲的“速度”在物理学中的哪个速度呢？

平均速度还是瞬时速度？

举例：

【思考与交流】

甲、乙两位同学用不同的时间围绕操场跑了一圈，都回到了出发点，他们的平均速度相同吗?

怎样比较他们运动的快慢?

【达标检测】1．下列关于速度的说法正确的是（　　　）

A．速度是描述物体位置变化的物理量。

B．速度是描述物体位置变化大小的物理量。

C．速度是描述物体运动快慢的物理量。

D．速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量。

2．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（　　　）

A．匀速直线运动是速度不变的运动。

B．匀速直线运动的速度大小是不变的。

C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。

D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。

3．下列说法正确的是（）

A．平均速度就是速度的平均值

B．瞬时速率是指瞬时速度的大小

C．火车以速度v经过某一段路，v是指瞬时速度

D．子弹以速度v从枪口射出，v是平均速度

4、下列关于速度和速率的说法正确的是（）

①速率是速度的大小②平均速率是平均速度的大小

③对运动物体，某段时间的平均速度不可能为零

④对运动物体，某段时间的平均速率不可能为零

A．①②B．②③C．①④D．③④

5．短跑运动员在100m比赛中，以8m/s的速度迅速从起点冲出，到50m处的速度是9m/s，10s末到达终点的速度是10.2m/s，则运动员在全程中的平均速度是（）

A．9m/sB．10.2m/sC．10m/sD．9.1m/s

6．一列火车沿平直轨道运行，先以10米/秒的速度匀速行驶15分，随即改以15米/秒的速度匀速行驶10分，最后在5分钟又前进1000米而停止，则该火车在前25分钟及整个30分内的平均速度各为多大？

它最后通过2000米的平均速度是多大？

运动快慢的描述——速度

课型：

习题课

【学习目标】：

1．知道质点在直线运动中，位移可以用坐标的变化来表示。

2．掌握速度的概念。

3．掌握平均速度和瞬时速度的概念，会求平均速度。

【自主学习】

1．速度：

表示质点运动和的物理量。

（1）定义：

质点的位移跟发生这段位移所用时间的。

（2）定义式：

v=。

（3）单位：

、、等。

（4）矢量性：

速度的大小用公式计算，在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体的。

2．平均速度：

（1）定义：

在变速运动中，运动质点的位移和所用时间的比值，叫做这段时间内的平均速度，平均速度只能地描述运动的快慢。

（2）理解：

在变速直线运动中，平均速度的大小跟选定的时间或位移有关，不同或不同内的平均速度一般不同，必须指明求出的平均速度是哪段或哪段内的平均速度。

3．瞬时速度：

（1）定义：

运动质点在某一或某一的速度叫做瞬时速度。

（2）理解：

①直线运动中，瞬时速度的方向与质点经过某一位置时的相同。

②瞬时速度与时刻或位置对应，平均速度跟或对应。

③当位移足够小或时间足够短时，认为平均速度就等于。

④在匀速直线运动中，和瞬时速度相等。

4．速率速度的叫做速率，只表示物体运动的，不表示物体运动的，它是量。

【思考与交流】

1.下列说法错误的是[　　]

A.变速直线运动的速度是变化的　　B.平均速度即为速度的平均值

C.瞬时速度是物体在某一时刻或在某一位置时的速度

D.瞬时速度可看作时间趋于无穷小时的平均速度

2．一质点在x轴上并只朝着x轴的正方向运动，各个时刻的位置坐标如下表，则质点开始运动后：

t/s

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

x/m

2

4

6

8

8

8

12

16

20

24

（1）质点在前10s内的位移、路程各为多大？

（2）质点在8s末的瞬时速度为多大？

（3）质点在0到18s这段时间内的平均速度多大？

3、一辆汽车以20m/s的速度沿平直公路从甲地运动到乙地，又以30m/s的速度从乙地运动到丙地。

已知甲、乙两地间的距离与乙、丙两地间的距离相等，求汽车从甲地开往丙地的过程中的平均速度。

变题：

如果问题改成“物体在前半段时间和后半段时间内的速度分别为20m/s和30m/s，求它在整个时间内的平均速度？

4．一起重机在竖直向上吊运重物时的速度变化如下表所示：

t/s

0

0.5

1

1.5

2

3

4

5

6

7

8

9

10

v/m·s－1

0

0.25

0.5

0.75

1

1.2

1.4

1.6

1.6

1.6

1.6

0.8

0

（1）作出重物的速度－时间图线．

（2）在表格中所列时间内，哪段时间内重物在做加速运动？

哪段时间内重物做匀速运动？

哪段时间内重物在做减速运动？

【达标检测】

1．下列速度值指的是平均速度的大小还是瞬时速度的大小？

A．某同学百米赛跑的速度约为9m/s，答：

；

B．运动员百米赛跑的冲线速度为12m/s，答：

；

C．汽车速度计指示着的速度为60km/h，答：

；

D．子弹离开枪口时的速度为600m/s，答：

。

2．质点沿x轴正方向运动，在t=2时刻它的位置坐标为x1=－4m，t=6s时刻它的位置坐标为x2=6m，则在这段时间内质点的位置变化Δx=m，平均速度v=m/s。

3、下列物体运动最快的是[]

　A．4h内通过160kmB．10s内通过了100m　C．1h内通过1.2×106cmD．1min内通过1000m

4.下列关于速度的说法正确的是

A.速度是描述物体位置变化的物理量B.速度方向就是物体运动的方向

C.位移方向和速度方向一定相同D.匀速直线运动的速度方向是可以改变的

5、.关于匀速直线运动，下列说法中正确的是[　　]

A.瞬时速度不变的运动，一定是匀速直线运动B.速率不变的运动，一定是匀速直线运动

C.相同时间内平均速度相同的运动，一定是匀速直线运动

D.瞬时速度的方向始终不变的运动，一定是匀速直线运动

6、做变速直线运动的质点经过A点时的速度为3m／s，这表示（）

A.质点在过A点后1s内的位移是3mB.质点在过A点前1s“内的位移是3m

C.质点在以过A点时刻为中间时刻的1s内的位移是3m

D.若质点从A点开始做匀速直线运动，则以后每1s内的位移是3m

7、下列说法中正确的是（）

A.匀速运动就是匀速直线运动B.对于匀速直线运动来说，路程就是位移

C.物体的位移越大，平均速度一定越大

D.物体在某段时间内平均速度越大，在其间任一时刻的瞬时速度也一定越大

8、下列关于平均速度和瞬时速度的说法中正确的是（）

A.做变速运动的物体在相同时间间隔里的平均速度是相同的

B.瞬时速度就是运动的物体在一段较短的时间内的平均速度

C.平均速度就是初末时刻瞬时速度的平均值

D.某物体在某段时间里的瞬时速度都为零，则该物体在这段时间内静止

9、一个运动员在百米赛跑中，测得在50m处的瞬时速度为6m/s，16s末到达终点时的瞬时速度为7.5m/s，则全程内的平均速度的大小为（）

A．6m/sB．6.25m/sC．6.75m/sD．7.5m/s

10、一个物体沿平直路运动，由静止起在10s内加速到20m/s，共运动了80m，该物体在10s内平均速度是[]

　　A．20m/sB．10m/sC．8m/sD．都不对

11、物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为v1＝10m／s，v2＝15m／s，则物体在整个运动过程中的平均速度是（）

A.13.75m／sB.12.5m／sC.12m／sD.11.75m／s

12、作变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为4m/s，后一半时间的平均速度是8m/s，则全程的平均速度是[　　]

A.7m/s　　　　　B.5m/s　　C.6m/s　　　　　D.5.5m/s

实验：

用打点计时器测速度

【学习目标】

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、位移）．

2．会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度．

3．明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象，

【学习重点】

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一时间图象，并从中获取物理信息．

【学习难点】处理纸带的方法，用描点法画图象的能力．

【自主学习】

一、电磁打点计时器

观察打点计时器并阅读教材，了解电磁打点计时器的结构、工作原理及使用方法．

1、电磁打点计时器的电源应是________电源，通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，每隔________秒打一次点，

【思考与交流】

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?

二、电火花计时器

观察打点计时器并阅读说明书了解电火花打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法．

1、电火花计时器通常的工作电压为________伏，当电源的频率为50Hz时，振针每隔s打一次点

三．练习使用打点计时器

学生自主阅读教材中的实验步骤提示．学生动手练习使用打点计时器

【思考与交流】

问题1：

怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度?

问题2：

如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动（）

四、用打点计时器测量瞬时速度

实例：

如图，测量出包括E点在内的D，F两点间的位移△x和时间△t，算出纸带在这两点间的平均速度v=△x/△t，用这个平均速度代表纸带经过E点时的瞬时速度．

△x/△t可以大致表示正点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近正点的瞬时速度．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．

学生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△x，同时记录对应的时间△t，填下表．

位置

0

1

2

3

4

5

△x/m

t/s

v/m·s－1

根据v=△x/△t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，填下表．从该表中能粗略看出手拉纸带运动的速度变化情况．

位置

0

1

2

3

4

5

t/s

v/m·s－1

五、用图象表示速度

问题：

刚才我们从表2中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢?

请同学们先看课文并回答．

学生具体操作描点．学生用打点计时器测得数据作出图象一一速度时间图象，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律．更形象直观地显示自己手拉纸带的运动速度变化情况．

[说一说]

百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?

如果有变化，你估计是怎样变化的?

某位运动员的百米赛跑的成绩是10．57s，按照你的估计画出他在这段时间的v—t图象的草图．

如果是没有受过训练的同学跑百米，他的v—t图象的形状可能有什么不同?

【达标检测】

1．电磁打点计时器和电火花计时器都是使用电源的仪器，电磁打点计时器的工作电压是，电火花计时器的工作电压是V，其中实验误差较小。

当电源频率是50Hz时，它每隔s打一次点。

2．关于接通电源和释放纸带（物体）的次序，下列说法正确的是（）

A．先接通电源，后释放纸带B．先释放纸带，后接通电源

C．释放纸带同时接通电源D．先接通电源或先释放纸带都可以

3．根据打点计时器打出的纸带，我们可以不利用公式计算就能直接得到或直接测量得到的物理量是（）

A．时间间隔B．位移C．平均速度D．瞬时速度

4．当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点痕，下列说法正确的是（）

A．点痕记录了物体运动的时间

B．点痕记录了物体在不同时刻的位置或某段时间内的位移

C．点在纸带上的分布情况，反映了物体的形状

D．点在纸带上的分布情况反映了物体的运动情况

5．如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，及毫米刻度尺测量情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度_________m/s，在A、D间的平均速度为_________m/s，B点的瞬时速度更接近于______________m/s

6．如图所示，是某同学抽动纸带打点的一部分纸带，纸带上点迹清晰，所用的电源频率是50Hz．

试回答：

（1）A、B、C、D是选用的计数点，每两个相邻计数点间的时间间隔是多少．

（2）测量数据标在图中，试估算出打点B时的抽动纸的速度大小．

7、如图示是某次实验打出的纸带，在纸带上找出连续的6个点，分别标上0、1、2、3、4、5，用直尺测量出两个相邻点间距离x1、x2、x3、x4、x5，并把它们填入表格中．根据这些数据：

（所用打点计时器的打点周期为0.02s）

（1）运用你所学过的知识判断纸带的这段运动情况；

（2）求各点的瞬时速度，并画出速度-时间图象。

图1.2-1

x/cm

x1

x2

x3

x4

x5

0.8

1.0

0.9

1.0

0.6

实验：

用打点计时器测速度

课型：

习题课

【自主学习】

1、实验目的

用打点计时器测速度

2、实验器材

电磁打点计时器（或电火花计时器），木板，，，，，导线。

3、打点计时器

电磁打点计时器是一种使用的计时仪器，工作电压为，当接通电源时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便振动起来，振针也就跟着上下振动。

如果电源的频率为50Hz，振针就会通过复写纸每隔在纸带上打出一个小点。

电火花计时器使用时，套在纸盘轴上，并夹在两条白纸带之间，接通交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发生的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电。

当电源的频率是50Hz时，每隔在纸带上打一个点。

打在纸带上的点，记录了纸带运动的，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的。

把打点计时器固定在桌子上，然后把纸带装好，先启动，然后用手水平纸带，纸带上打出一行小点，然后立即电源。

5、用打点计时器测瞬时速度

用打过点的纸带，如图。

根据量出的A、D间的距离

和时间间隔

，算出A、D间的平均速度

。

用这个速度代表纸带经过A点时的，如果

再小一些（如A、C之间或A、B之间），用平均速度代表某点的瞬时速度会。

5.用图象表示速度

质点运动的速度可以用图象来表示。

在平面直角坐标系中，用纵轴表示速度，用横轴表示时间，将各个时刻的速度用在坐标平面上表示出来。

然后用，这就是速度一时间图象或v-t图象

【思考与交流】

1、如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为m／s，在A、D间的平均速度为m／s，B点的瞬时速度更接近于m／s。

9.下列关于打点计时器的说法中正确的是（）

A.打点计时器使用直流电源

B.打点计时器使用交流电源

C.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.02s

D.使用打点计时器打出的纸带相邻两个点的时间间隔为0.1s

10.使用打点计时器时应注意（）

A.无论使用电磁打点计时器还是电火花打点计时器，都应该把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面

B.使用打点计时器时，应先接通电源，再拉动纸带

C.使用打点计时器时，拉动纸带的方向应与限位孔平行

D.使用打点计时器时，应将打点计时器先固定在桌子上

11.利用打点计时器打出的纸带（）

A.能准确地求出某点的瞬时速度

B.只能粗略地求出某点的瞬时速度

C.能准确地求出某段时间内的平均速度

D.可以任意地利用某段时间内的平均速度代表某点的瞬时速度

12.如图所示，根据打点计时器打出的纸带，判断哪条纸带表示物体做匀速运动（）

14.在测定速度的实验中，使用打点计时器测量小车速度，实验得到一条纸带如图所示，0、1、2、3……是选用的计数点，每相邻的计数点间还有3个打出点没有在图上标出。

图中还画出了某次实验将米尺靠在纸带上进行测量的情况，图中所给的测量点的读数分别是、、和。

15.在“用打点计时器测速度”的实验中，某次实验中的纸带如图所示，取O为起点位置，每隔5个间隔为一个计数点。

实验使用的电源是50Hz的低压交流电源，其中OA＝0.60cm，OB＝2.4cm，OD＝9.60cm。

已知物体在相等时间内位移的增量相同。

则OC距离是cm；在B计数点处的瞬时速度

=m／s。

（图中单位为cm）

16.用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车的运动情况。

某次实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、1、2、3……，量得0与1两点间距离x1＝30mm，2与3两点间的距离x2＝48mm，则小车在0与1两点间平均速度为

＝m／s，在2与3两点间的平均速度

＝m／s。

据此可判定小车做。

如图示是某次实验打出的纸带，在纸带上找出连续的6个点，分别标上0、1、2、3、4、5，用直尺测量出两个相邻点间距离x1、x2、x3、x4、x5，并把它们填入表格中．根据这些数据：

（所用打点计时器的打点周期为0.02s）

（1）运用你所学过的知识判断纸带的这段运动情况；

（2）求各点的瞬时速度，并画出速度-时间图象。

图1.2-1

x/cm

x1

x2

x3

x4

x5

0.8

1.0

0.9

1.0

0.6

【达标检测】

1．关于打点计时器，下列说法中正确的是（）

A．打点计时器是一种计时仪器B．打点计时器都用直流电

C．拉动纸带时，应尽量与限位孔平行D．应先拉动纸带后接通打点用的电源

2．利用打点计时器打出的纸带可以求出（）

A．一定能准确求出某点的瞬时速度

B．可以粗略地求出某点的瞬时速度

C．能够准确地求出某位移内平均速度

D．可利用某段平均速度代表某点的瞬时速度

3．利用打点计时器打点的纸带来判断物体是做匀速直线运动还是做变速直线运动的方法是

A．可以通过测出每相邻两点间的距离，看其是否相等来判断（）

B．应测出纸带运动全程的路程来判断

C．必须通过计算任意两点间的平均速度来判断

D．必须通过计算全程的平均速度来判断

4．两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图1.4.1-3所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知（）

图1.4.1-3