第四講、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度
一、【內(nèi)容與解析】
本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度，其核心是如何使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,理解它關(guān)鍵就是要弄清原理和實(shí)驗(yàn)的主要事項(xiàng)。由于它還與動(dòng)力學(xué)有密切的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有重要的地位，并有一定的作用,是本學(xué)科的核心內(nèi)容。教學(xué)的重點(diǎn)是知道打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是在相同時(shí)間間隔內(nèi)打點(diǎn)，解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是理解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)原理。
二、【教學(xué)目標(biāo)與解析】
教學(xué)目標(biāo)
1.了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、原理和使用方法。
2.知道兩種計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔都是由電源的頻率決定的。如果電源的頻率為50Hz，則每隔0．02s打一個(gè)點(diǎn)。
目標(biāo)解析
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓交流的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。它的工作電壓是4～6V。電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一個(gè)點(diǎn)。電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖 所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。
三、【問題診斷分析】
在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問 題是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的作用，產(chǎn)生這一問題的原因是不理解實(shí)驗(yàn)原理。要解決這一問題，就要從原理入手，其中關(guān)鍵是在相同時(shí)間間隔內(nèi)打點(diǎn)。
四、【教學(xué)支持條件分析】
五、【教學(xué)過程】
1、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
電火花計(jì)時(shí)器是利用火花放電時(shí)在紙帶上打出小孔而顯示出點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖所示。使用時(shí)，墨粉紙盤套在低盤軸上，并夾在兩條紙帶之間。當(dāng)接通220V交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，計(jì)時(shí)器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸產(chǎn)生火花放電。于是在運(yùn)動(dòng)的紙帶上就打出一列點(diǎn)跡。當(dāng) 電源頻率是50Hz時(shí)，它每隔O．02s打一次點(diǎn)。
如果把紙帶跟運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器便在紙帶上打下一系列的點(diǎn)，這些點(diǎn)既記錄了運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置，也記錄了相應(yīng)的時(shí)間。通過對(duì)紙帶上點(diǎn)子之間距離的研究，可以了解物體運(yùn)動(dòng)的情況。
2、注意事項(xiàng)：
①打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上應(yīng)打出輕重合適的小圓點(diǎn)，如遇到打出的是短橫線，應(yīng)調(diào)整一下振針距復(fù)寫紙片的高度使之增大一點(diǎn)。
②使用計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定后，再釋放紙帶。
③釋放物體前，應(yīng)使物體停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的位置。
④使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把兩條 白紙帶正確穿好，墨粉紙盤夾在兩紙帶之間，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí) ，應(yīng)讓紙帶通過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面。
3、對(duì)打上點(diǎn)的紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，目的是研究紙帶或與紙帶相連的物體的運(yùn)動(dòng)況。設(shè)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為T，那么紙帶上相鄰兩個(gè)點(diǎn)所表示的時(shí)間間隔就是T。如果數(shù)出紙帶上一系列點(diǎn)的總數(shù)為N，則打這些點(diǎn)所用的總時(shí)間為t=(N-1)T。如果測出這N個(gè)點(diǎn)之間的總距離s，則t時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度為
如果紙帶做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此式計(jì)算出來的就是紙帶的運(yùn)動(dòng)速 度。
六、目標(biāo)檢測；
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用_____ ____(交流?直流?)電源的________儀器，它的工作電壓是________伏特。當(dāng)電源頻率是50赫茲時(shí)，它每隔________s打一次點(diǎn)。
七、配餐作業(yè)：
A組：
1．關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)的下列說法中，哪些是正確的? ( )
A．用計(jì)數(shù)點(diǎn)進(jìn)行測量計(jì)算，既方便，又可減小誤差。
B．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí) 間間隔應(yīng)是相等的。
C．相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離應(yīng)當(dāng)是相等的。
D．計(jì)數(shù)點(diǎn)是從計(jì)時(shí)器打出的實(shí)際點(diǎn)中選出來，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間點(diǎn)痕的個(gè)數(shù)相等。
2．本實(shí)驗(yàn)中，關(guān)于計(jì)數(shù)點(diǎn)間時(shí)間間隔的下列說法中正確的有 ( )
A．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．10秒。
B．每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔是O．08秒。
C．每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．08秒。
D．每隔五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．10秒。
E．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0．08秒。
B組：
3．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器振針打點(diǎn)的周期，決定于： ( )
A．交流電壓的高低。 B．交流電的 頻率。
C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱。 D．振 針與復(fù)寫紙的距離。
C組：
4．若所用電源頻率是50赫，圖中D紙帶，從A點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器到B點(diǎn)通過計(jì)時(shí)器，歷時(shí)________s，位移為______米，這段時(shí)間內(nèi)紙帶運(yùn)動(dòng)的平均速度 是______m／s。BC段的平均速度是______m／s，而AD段的平均速度是_______m／s。


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