打點(diǎn)計(jì)時(shí)器教學(xué)設(shè)計(jì)說明

1、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度和速度教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能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)速度和加速度3 .明確速度-時(shí)間圖象的物理意義，描點(diǎn)法畫圖象的方法，并畫出該實(shí)驗(yàn)的速度-時(shí)間圖象，根據(jù)圖象求加速度.過程與方法1 .通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力2 .通過實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息，用數(shù)學(xué)的方法表述出來.培養(yǎng)學(xué)生獲取信息處理信息的能力，體會(huì)處理問題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)量一些不能直接測(cè)量的物理量的方法3 .通過畫速度-時(shí)間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能

2、力，體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用4 .體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，即要?jiǎng)邮?，又要?jiǎng)幽X情感態(tài)度價(jià)值觀1 .感受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的巧妙設(shè)計(jì)思路，體會(huì)物理原理在解決實(shí)際問題中的指導(dǎo)作用，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活的意識(shí)2 .經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧秘3 .體驗(yàn)用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂趣，培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識(shí)教學(xué)重點(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)速度和加速度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)難點(diǎn)處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫圖象的能力教具準(zhǔn)備打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，學(xué)生電源，導(dǎo)線，紙帶，刻度尺，小車細(xì)線及鉤

3、碼，坐標(biāo)紙課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)新課導(dǎo)入測(cè)定物體的運(yùn)動(dòng)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(shí)為了簡(jiǎn)化我們今天只研究物體的直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移在不斷變化，要研究物體的運(yùn)動(dòng)，我們首先要準(zhǔn)確記錄物體的運(yùn)動(dòng)信息.怎樣記錄呢？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)間問隔和位移的儀器.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)器的說明書：明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，個(gè)部分的名稱，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4-6V.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).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電

4、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)

5、生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書：明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，個(gè)部分的名稱，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).墨粉盤夾在兩條紙帶之間，當(dāng)按下脈沖輸出開關(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

6、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)器在使用過程中阻力極小，這極小的阻力來自紙帶運(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)間問隔）和位移三練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器實(shí)驗(yàn)步驟：1 .把長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，并使滑輪伸出桌面。2 .把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在木板沒有滑輪的一側(cè)，并連好電路。3 .把一條細(xì)繩栓在小車上，細(xì)繩跨過定滑輪，下邊吊著合適的鉤碼。4 .把兩條白紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，且使墨粉紙夾在兩紙帶之間。然后把紙帶的一端固定在小車后面。5 .使小車停在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)

7、器處，先接通電源，然后放開小車，讓小車運(yùn)動(dòng)。（注意用手在滑輪附近保護(hù)小車，以免摔落地面）6 .及時(shí)斷開電源，取出紙帶。7 .換上新的紙帶，再重做兩次。8 .測(cè)量選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，測(cè)量并處理數(shù)據(jù)。（描繪v-t圖像，用位移差計(jì)算加速度）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1 .平行：紙帶和細(xì)繩要和木板平行.2 .兩先兩后：實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后讓小車運(yùn)動(dòng)；實(shí)驗(yàn)完畢應(yīng)先斷開電源后取紙帶.3 .防止碰撞：在到達(dá)長(zhǎng)木板末端前應(yīng)讓小車停止運(yùn)動(dòng)，要防止鉤碼落地和小車與滑輪相撞.4 .減小誤差：小車的加速度要適當(dāng)大些，可以減小長(zhǎng)度的測(cè)量誤差，加速度大小以能在約50cm的紙帶上清楚地取出67個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)為宜四用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度1 .刻度尺的讀數(shù)<1>刻度尺讀數(shù)時(shí)要使刻度線緊貼被測(cè)物體，眼睛正對(duì)刻度線讀數(shù).<2>毫米刻度尺的精確度為1mm,讀數(shù)時(shí)要估讀到最小刻度的下一位.2 .怎樣判定是否是勻變速直線運(yùn)動(dòng)？8nSn1aT23 .中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度計(jì)算公式其中T=5X0.02s=0.1s五.用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量加速度1 .“逐差法”：從紙帶上得到6個(gè)相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移，則s44s6s多號(hào)9T22 .利用任意兩段相鄰記數(shù)點(diǎn)間的位移求a:如3 .利用v-t圖象求a：求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)