《實驗用打點計時器測速度》示范教案

1、第四節(jié) 實驗 :用打點計時器測速度一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1. 了解電磁打點計時器和電火花打點計時器的基本構(gòu)成， 知道打點計時器的計時原理， 并學(xué) 會使用打點計時器。2. 通過實例學(xué)會根據(jù)紙帶上的點分析速度的變化情況，并學(xué)會測定平均速度。3. 通過實例學(xué)會用打點計時器測量瞬時速度。4. 學(xué)會用圖象表示速度變化規(guī)律的方法， 理解用平滑曲線 “擬合” 坐標(biāo)系中描出的點來反映 客觀規(guī)律的思想。過程與方法：1通過學(xué)生自己看打點計時器的說明書，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力 2通過實驗得出物體的運動信息，用數(shù)學(xué)方法表述出來培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的 能力，體會處理問題的方法，領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物

2、理量的方法 3通過畫速度一時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中 的作用4體驗實驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦 5經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體運動 情感態(tài)度與價值觀：1、體驗實驗中理性思維的重要 ,即要動手 ,又要動腦2、感受打點計時器的巧妙設(shè)計思路 ,體會物理原理在解決實際問題中的指導(dǎo)作用,增強將物理知識應(yīng)用于實際生活的意識3、經(jīng)歷實驗過程 ,體驗科學(xué)實驗過程的艱辛與喜悅 ,并樂于探索自然界的奧秘二、教學(xué)內(nèi)容剖析本節(jié)課的地位和作用： 打點計時器是高中階段學(xué)習(xí)的一個重要的計時儀器， 通過本節(jié)課的學(xué) 習(xí)要掌握打點計時器的工

3、作原理和操作方法為后面對打點計時器的應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。 本節(jié)課教學(xué)重點：1、學(xué)會使用打點計時器2、能根據(jù)紙帶計算物體運動的瞬時速度3、會用描點法描繪物體的速度 -時間圖象 ,并從中獲取物理信息 本節(jié)課教學(xué)難點： 處理紙帶的方法 ,用描點法畫圖象的能力三、教學(xué)思路與方法注重培養(yǎng)學(xué)生的實驗素質(zhì)， 實驗課以學(xué)生活動為主， 各種活動應(yīng)有序進行。 指導(dǎo)學(xué)生閱 讀課文、說明卡，對照課文和說明卡觀察儀器結(jié)構(gòu)、了解儀器功能、操作要領(lǐng)。認(rèn)真觀察實 驗現(xiàn)象，小組之間可以交流、對比實驗情況。如有意識的變速拉動紙帶，觀察紙帶上打出的 點起始部分、 中間部分、 最后部分有什么變化？其他小組打出的點有什么不同， 這些差

4、異都 說明什么問題？以提高對實驗現(xiàn)象的觀察力。要求學(xué)生尊重原始測量的數(shù)據(jù)，不能隨意改動，實驗測量的原始數(shù)據(jù)是研究實驗想象， 尋找結(jié)論和規(guī)律的基本依據(jù)，也是檢驗、評價實驗結(jié)果的依據(jù)。尊重原始測量數(shù)據(jù)，是良好 實驗素質(zhì)和可科學(xué)精神的具體體現(xiàn)。四、教學(xué)準(zhǔn)備打點計時器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，紙帶，刻度尺，小車細(xì)線及鉤碼，坐標(biāo)紙五、課堂教學(xué)設(shè)計教學(xué) 環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容師生互動設(shè)計意圖備注引入測定物體的運動速度并不是一件容易的 事，特別是物體的速度在不斷變化時為了簡化我們今天只研究物體的直線運動當(dāng)物體沿直線運動時，其位移在不斷變化，要 研究物體的運動，我們首先要準(zhǔn)確記錄物 體的運動信息怎樣記錄呢？師：提出設(shè)想：請兩位

5、同學(xué) 合作用彩筆和紙帶模擬打 點計時器 生：思考討論1.彩筆打?qū)?的點能不能準(zhǔn)確記錄紙帶 的位置？2.在打點時間間隔大致相 同的情況下，紙帶拉動的快 慢對紙帶上點的間隔有無 影響？師：總結(jié):彩筆打?qū)绲狞c可以 記錄紙帶的位置.但在打點 時間間隔大致相同的情況 下，紙帶拉動的快慢對紙帶 上點的間隔有影響（拉的越 慢紙帶上點越密，反之就會 越稀疏）考慮到用手打點的 時間間隔不能準(zhǔn)確相等，所 以無法準(zhǔn)確測定物體的運 動速度原因在哪？ 生：原因?qū)缭谟檬执螯c時的 時間間隔不能嚴(yán)格相等 ，要 是有一臺打點時間間隔嚴(yán) 格相等的儀器問題就可以 解決了。培養(yǎng) 學(xué)生 動手 實驗 的能 力以 及分 析實 驗的 能力電

6、磁 打點 計時 器電磁打點計時器是一種使用交流電的計 時儀器.工作電壓為 4 6V.當(dāng)電源頻率為 50Hz時，打點計時器每隔0.02s打一個點. 通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙 的下面.通電時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振 動片磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的 磁場中，由于振動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， 振動片將上下振動.其振動周期與線圈中 交流電的周期一致，即為0.02s.如果紙帶運 動振動片一端的振針就會在紙帶上打出 一系列的點.師：布置學(xué)生仔細(xì)觀察實 物，閱讀說明書生：對照實物認(rèn)真閱讀說明 書。思考：電磁打點計時器用低 壓交流電源工作，能不能用 直流電源呢

7、，為什么？ 師：總結(jié)若使用直流電振動 片將無法振動，打點計時器 將打不岀點！培養(yǎng) 學(xué)生 的觀 察能 力和 思考 解決 問題 的能 力。電火 花打 點計 時器電火花打點計時器的工作電壓是220V的交流電使用時將電源插頭直接插在交流 220V插座內(nèi)就可以了 點火花打點計時器 用墨粉和電火花打點墨粉盤夾在兩條紙 帶之間，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時會產(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， 電火花打點計時器也每隔0.02s打一個點師：布置學(xué)生閱讀電火花打 點計時器的說明書，明確打 點計時器的結(jié)構(gòu)，各個部分 的名稱，工作原理及使用方 法生：對照實物認(rèn)真閱讀說明 書

8、。思考：電火花打點計時器用 220伏交流電源工作，能不 能用直流電源呢，為什么？ 師：從原理上講兩種打點計 時器哪中誤差更小，為什么？ 生：討論思考 師：總結(jié)：電磁打點計時器使 用時阻力較大：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 火花打點計時器在使用過 程中阻力極小，這極小的阻 力來自紙帶運動的本身而 不是打點時產(chǎn)生的，因而系 統(tǒng)誤差較小同時電火花打 點計時器操作簡易，安全可 靠培養(yǎng) 學(xué)生 的觀 察能 力和 思考 解決 問題 的能 力。練習(xí) 使用 打點 計時 器練習(xí)使用打點計時器主要包括兩個 方面，一是打點計時器的安裝，特別是紙 帶的安裝；二是用紙帶上的點研究物體的 運動

9、師：電磁打點計時器中怎樣 安放復(fù)寫紙和紙帶？ 生：討論回答師：將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定 位銷上，推動調(diào)節(jié)片可以調(diào) 節(jié)復(fù)寫紙位置將紙帶從復(fù) 寫紙圓片下穿過即可。師：總結(jié)，振針打的點不清 晰或打不出點可能有哪些 情況？怎樣調(diào)節(jié)？ 生：討論回答師：總結(jié)，1.可能是復(fù)寫 紙該換新的了2. 可能是振動片的振動幅 度太小了 ，可以調(diào)節(jié)振動片 的位置3. 可檢查壓紙框的位置是 否升高而阻礙了振動片使 振針打不到紙帶上，可將壓 紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位培養(yǎng) 學(xué)生 規(guī)范 進行 實驗 操作 的習(xí) 慣置4. 可能是振針的位置太高， 調(diào)節(jié)振針直到能打?qū)琰c為止5. 可能是選擇的4 6V的電 壓太低，可適當(dāng)調(diào)高電壓， 但不得超

10、過10V師：讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下 按步驟有序操作 生：親自動手操作牽拉紙帶 進行實驗，體會運動速度變 化情況，注意測量點與打點 的區(qū)別，并學(xué)會靈活選定測 量點。師：怎樣根據(jù)紙帶上的點跡 計算紙帶的平均速度？ 生：討論回答 師：總結(jié)：測岀兩個點的距 離 V,數(shù)岀兩個點之間有 n 段時間間隔，則t 0.02 n.在用公式_VV 即可計算岀平均t速度用打 點計 時器 測量 瞬時 速度用某段時間內(nèi)的平均速度來粗略的 代替這段時間內(nèi)的某點的瞬時速度所取的時間間隔越接近該點計算出的瞬時速 度就越精確師：布置學(xué)生選取紙帶 進行計算訓(xùn)練生：用該方法計算出圖 中各點的瞬時速度填入 課本24頁的表2中用圖 象表 示速 度1、建立坐標(biāo)系，設(shè)定合適的刻度，注明 單位。2、嚴(yán)格按實驗數(shù)據(jù)描點，根據(jù)點的分布分析速度的變化特點。3、描出的點是不連續(xù)的，之所以要用平 滑曲線來“擬合”實驗中描出的點，是因 為各個時刻都有速度，速度隨時間是連續(xù) 變化的，而實驗中又不可能把所有時刻的 速度都測出來。師：介紹畫圖象的步驟 生：實際動手畫圖象訓(xùn)練學(xué)生處理 數(shù)據(jù) 的能 力，培養(yǎng)科 學(xué)嚴(yán) 謹(jǐn)?shù)?實驗 態(tài)度小結(jié)電磁打點計時