高中物理第一章運(yùn)動(dòng)的描述1.4實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度1教案新人教必修.docx

1.4：實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教學(xué)目標(biāo)1. 了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理,理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息(時(shí)間和位移)2. 會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,理解利用紙帶測(cè)量速度的原理并會(huì)測(cè)量瞬時(shí)速度教學(xué)重難點(diǎn)1. 學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器2. 能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度3. 會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度-時(shí)間圖象,并從中獲取物理信息教學(xué)流程內(nèi)容板課堂活動(dòng)新課教學(xué)師:我們今天要介紹的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是可以精確記錄時(shí)間間隔和位移的儀器.一 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書(shū):明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),個(gè)部分的名稱(chēng),工作原理及使用方法.師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓為46V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí), 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).通電前把紙帶穿過(guò)限位孔并壓在復(fù)寫(xiě)紙的下面.通電時(shí),線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片磁化,振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中,由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動(dòng)片將上下振動(dòng).其振動(dòng)周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動(dòng)振動(dòng)片一端的振針就會(huì)在紙帶上打出一系列的點(diǎn).思考:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么?師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理是靠交流電的方向改變來(lái)改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動(dòng)片上下振動(dòng)的,且振動(dòng)片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動(dòng)片將無(wú)法振動(dòng), 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器將打不出點(diǎn)!二 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書(shū):明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),個(gè)部分的名稱(chēng),工作原理及使用方法.師總結(jié):電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電.使用時(shí)將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤(pán)夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)是紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本.思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器哪中誤差更小,為什么?學(xué)生討論:師總結(jié):電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用過(guò)程中阻力極小,這極小的阻力來(lái)自紙帶運(yùn)動(dòng)的本身而不是打點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時(shí)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作簡(jiǎn)易,安全可靠.思考2: 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?生:時(shí)間(時(shí)間間隔)和位移三 練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問(wèn)題:問(wèn)題1. 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫(xiě)紙和紙帶?師總結(jié):將復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自趶?fù)寫(xiě)紙定位銷(xiāo)上,推動(dòng)調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫(xiě)紙位置.將紙帶從復(fù)寫(xiě)紙圓片下穿過(guò)即可.問(wèn)題2. 振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)?師總結(jié): 1.可能是復(fù)寫(xiě)紙?jiān)摀Q新的了2.可能是振動(dòng)片的振動(dòng)幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動(dòng)片的位置3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動(dòng)片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來(lái)的位置 4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止 5.可能是選擇的46V的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過(guò)10V問(wèn)題3.為什么要先打開(kāi)電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作12s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源?四 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度思想方法:用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來(lái)粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確.DEFG如圖:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用D-E的平均速度來(lái)替代,也可以用EF的平均速度來(lái)替代,還可以用DF的平均速度來(lái)替代.這三種方法中DF包含E點(diǎn)切比較靠近E點(diǎn),所以用DF的平均速度來(lái)替代E點(diǎn)的瞬時(shí)速度是最精確的!可以用同樣的方法計(jì)算出圖中各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入課本24頁(yè)的表2中,從表中列出的點(diǎn)我們可以粗略的了解紙帶的運(yùn)動(dòng)情況.板書(shū)設(shè)計(jì)4 用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠電磁感應(yīng)帶動(dòng)振針振動(dòng)通過(guò)復(fù)寫(xiě)紙打點(diǎn)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器靠產(chǎn)生的電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用注意