2022年《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度》教案設(shè)計(jì)

1、試驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度【教學(xué)目標(biāo)】： 一 學(xué)問(wèn)目標(biāo)：1、明白兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；3、懂得依據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理并測(cè)量瞬時(shí)速度；4、明確速度時(shí)間圖象的意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該試驗(yàn)中的 速度時(shí)間圖象； 二 才能目標(biāo)：1通過(guò)同學(xué)自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書,培育同學(xué)獨(dú)立學(xué)習(xí)的才能 2通過(guò)試驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息,用數(shù)學(xué)方法表述出來(lái)培育同學(xué)獲 取信息、處理信息的才能, 體會(huì)處理問(wèn)題的方法, 領(lǐng)會(huì)如何間接測(cè)一些不能直接 測(cè)量的物理量的方法 3通過(guò)畫速度一時(shí)間圖象培育同學(xué)用圖象法處理數(shù)據(jù)的才能,體驗(yàn)數(shù) 學(xué)工具在物理進(jìn)展中的作用 4體驗(yàn)試驗(yàn)中理性思維的重要,既要

2、動(dòng)手,更要?jiǎng)幽X 三 德育目標(biāo)：1、經(jīng)受試驗(yàn)過(guò)程,體驗(yàn)科學(xué)試驗(yàn)過(guò)程的艱辛與歡樂(lè),并樂(lè)于探究自然界的 奧妙；2、培育同學(xué)敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；【教學(xué)重點(diǎn)】：1、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用；2、由紙帶運(yùn)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度；3、畫物體的速度時(shí)間圖象；【教學(xué)難點(diǎn)】：1、對(duì)紙帶數(shù)據(jù)的處理；2、畫圖象的方法；【教學(xué)方法】：探究、講授、爭(zhēng)論【教學(xué)用具】： 多媒體課件、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器、同學(xué)電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙【教學(xué)過(guò)程】：（一）引入測(cè)定物體的速度并不是一件很簡(jiǎn)單的事情,特殊是當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度在不停變化時(shí),測(cè)定某時(shí)刻的速度更是比較困難的,如上下飄舞的蝴蝶, 要確定它某一 時(shí)刻的

3、速度是很困難的我們現(xiàn)在只爭(zhēng)論直線運(yùn)動(dòng)的速度的測(cè)量問(wèn)題今日 , 我 們來(lái)學(xué)習(xí)測(cè)量速度的一種方法 二 新課教學(xué)： 1 、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的熟悉 展現(xiàn)實(shí)物 提出問(wèn)題 :1 、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分為幾種 , 結(jié)構(gòu)上有什么不同 . 2 、他們?cè)诠ぷ饕笊?, 有什么不同 . 3 他們是怎么工作的 . 同學(xué)活動(dòng) : 看課本 , 觀看試驗(yàn)儀器 , 四個(gè)人一組進(jìn)行爭(zhēng)論 . 提問(wèn)同學(xué)并總結(jié) : 1 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用溝通電源的計(jì)時(shí)儀器,工作電壓為 4 V6 V當(dāng)電源的頻率是 50 Hz 時(shí),它每隔 0.02 s 打一次點(diǎn)當(dāng)接通電源時(shí),線圈產(chǎn)生的 交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片 由彈簧鋼制成 磁化,振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中由于

4、振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的轉(zhuǎn)變面不斷變化,在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下,振動(dòng)片將上下振動(dòng),其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化局期一樣,即為 0.02s 位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來(lái),這時(shí),假如紙帶運(yùn)動(dòng),振針 就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)； 2 電火花計(jì)時(shí)器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì) 時(shí)儀器；當(dāng)接通 220V 溝通電源,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)紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡；當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),它也是每隔 0.02s 打一次點(diǎn),即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔也是 0.02s ；同學(xué)摸索 :1

5、 、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓溝通電源工作,大家想一想能不能使用直流電源,為什么 . 答案 : 工作原理中是靠電流方向的轉(zhuǎn)變來(lái)轉(zhuǎn)變磁鐵的磁場(chǎng)方向,從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng),并且振動(dòng)片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一樣；如使用 50 Hz的溝通電,打點(diǎn)的時(shí)間間隔為002s. 這個(gè)值正好是電源頻率的倒數(shù)；2、從原理上考慮,電火花計(jì)時(shí)器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比,哪個(gè)更好些,誤差可 能會(huì)更小 . 答案：電火花計(jì)時(shí)器可能會(huì)更好些, 由于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器提出問(wèn)題：1、使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,應(yīng)當(dāng)依據(jù)怎么樣的步驟？2、紙帶上的點(diǎn)與小車的位移和時(shí)間是如何對(duì)應(yīng)的,怎樣將紙帶上的點(diǎn)變

6、成相關(guān) 的數(shù)據(jù) . 同學(xué)活動(dòng) : 看課本 , 四個(gè)人一組進(jìn)行爭(zhēng)論 . 提問(wèn)并總結(jié)：1、使用電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn),安裝紙帶的方法有兩種,一種是用一 條紙帶從墨粉盤下穿過(guò), 打點(diǎn)時(shí)墨粉盤不隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng), 電火花只將墨粉盤上某一 位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上, 打出的點(diǎn)跡顏色較淡, 打過(guò)一條紙帶后要將墨粉盤轉(zhuǎn) 一角度再打另一條紙帶 同學(xué)試驗(yàn)時(shí)可采納這一方法 另一種是用兩條紙帶, 將 墨粉盤夾在中間,拖動(dòng)紙帶時(shí)由于兩條紙帶的摩擦作用,墨粉盤會(huì)隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng),電火花將墨粉盤上不同位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上,所以打出的點(diǎn)跡顏色較重 墨粉盤上面的一條紙帶沒(méi)有點(diǎn)跡,可重復(fù)使用 用一條紙帶打點(diǎn)時(shí), 紙帶與打點(diǎn)計(jì) 時(shí)器之間的

7、摩擦阻力較小,用兩條紙帶打點(diǎn)時(shí)摩擦阻力較大不管用哪種方法,打完紙帶后應(yīng)立刻切斷電源2、兩點(diǎn)之間的時(shí)間為0.02 秒,n 個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間為002*（n-1 ）3、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度 提出問(wèn)題 : 依據(jù)前面所學(xué)的瞬時(shí)速度的理論, 引導(dǎo)同學(xué)怎樣運(yùn)算實(shí)際運(yùn)動(dòng)中 物體的瞬時(shí)速度 . 同學(xué)活動(dòng) : 爭(zhēng)論怎樣獵取數(shù)據(jù), 怎樣依據(jù)自己的紙帶運(yùn)算不同時(shí)刻的瞬時(shí)速 度并采納列表法有條理的列出；提問(wèn)總結(jié) : 為了測(cè)量打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打出某個(gè)點(diǎn)時(shí)紙帶運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度,可以 測(cè)量包括該點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度, 用來(lái)代替瞬時(shí)速度； 這兩點(diǎn)離該點(diǎn)越近,平均速度越接近該點(diǎn)的瞬時(shí)速度；然而,兩點(diǎn)距離過(guò)小就測(cè)量誤差增大,須依據(jù)

8、實(shí)際情形選取這兩個(gè)點(diǎn)；勝一籌 4 、用圖象表示速度 提出問(wèn)題 :1 那么怎樣用圖象來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)的速度呢 . 2 對(duì)描出的點(diǎn)應(yīng)當(dāng)怎么樣進(jìn)行處理才能得到我們所要的圖 像. 同學(xué)活動(dòng) : 四個(gè)人一起看書進(jìn)行爭(zhēng)論 . 提問(wèn)并總結(jié) :. 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系, 用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動(dòng)的速度,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間, 依據(jù)表中各時(shí)刻的速度 將v ,t 作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn),將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度一時(shí)間圖象v t 圖象 ,簡(jiǎn)稱速度圖象同學(xué)摸索 : 百米賽跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度從始至終是不變的嗎 .假如有變化,你估量是怎樣變化的 .某位運(yùn)動(dòng)員的百米賽跑的成果是 出他在這段時(shí)間的 vt 圖象的草圖 . 105

9、7s,依據(jù)你的估量畫百米賽跑時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度是有變化的,運(yùn)動(dòng)員從靜止開頭,速度很快增大,沖刺階段的速度達(dá)到最大； 沒(méi)有受過(guò)訓(xùn)練的同學(xué)跑百米, 他在起始階段速度增大 的過(guò)程要長(zhǎng)些,最大速度也比不過(guò)運(yùn)動(dòng)員,到終點(diǎn)時(shí)速度仍可能有下降趨勢(shì),t 圖象的外形是不同的；v 三 鞏固練習(xí)1 當(dāng)紙帶與運(yùn)動(dòng)物體連接時(shí),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出點(diǎn)跡；以下關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說(shuō)法中正確選項(xiàng)（） A. 點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間B. 點(diǎn)跡記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移C. 紙帶上點(diǎn)跡的分布情形反映了物體的質(zhì)量和外形D. 紙帶上點(diǎn)跡的分布情形反映了物體的運(yùn)動(dòng)情形解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔肯定的時(shí)間（當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí),打

10、點(diǎn)的時(shí)間間隔為 0.02s ）打下一個(gè)點(diǎn),因而點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,也記錄了物體在不同時(shí)刻的位置和某段時(shí)間內(nèi)的位移；點(diǎn)跡的分布情形反映了物體的運(yùn)動(dòng)情形,而不能反映物體的質(zhì)量和外形；正確選項(xiàng)為 A、B、D；2 通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條打點(diǎn)紙帶上,假如點(diǎn)子的分布不勻稱,那么是點(diǎn)子密集的地方紙帶運(yùn)動(dòng)速度比較大,大？為什么？仍是點(diǎn)子稀疏的地方紙帶運(yùn)動(dòng)速度比較解析打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔t 保持不變,點(diǎn)子稀疏的地方x 大,從而紙帶的運(yùn)動(dòng)速度比較大；3 某次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上依次打出 A、B、C、D、E、F 等一系列的點(diǎn),測(cè)得距離 AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE

11、=48.1mm, AF =62.5mm；通過(guò)運(yùn)算說(shuō)明在打 A、F 點(diǎn)的時(shí)間間隔內(nèi),紙帶是否做勻速直線運(yùn)動(dòng)；假如是,就求速度；假如不是,就求平均速度；已知打點(diǎn)時(shí)間間隔為 0.02s ；解 析 AB=11.0mm, BC=AC AB=15.5mm, CD=AD AC=13.5mm, DE=AEAD=8.1mm, EF=AFAE=14.4mm, 各段距離不等,說(shuō)明在打 A、F 點(diǎn)的時(shí)間間隔內(nèi),3紙帶不是做勻速直線運(yùn)動(dòng)；v AF 62 5. 10 m/s=0.625m/s；t 0 . 02 54 如圖 123 為某次試驗(yàn)時(shí)打出的紙帶,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔 0.02s 打一個(gè)點(diǎn),圖中 O點(diǎn)為第一個(gè)點(diǎn), A、B

12、、C、D為每隔兩點(diǎn)選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)；依據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù),打 紙帶的平均速度有多大？打A、D 點(diǎn)時(shí)間內(nèi) B點(diǎn)時(shí)刻紙帶的瞬時(shí)速度有多大？運(yùn)算的依據(jù)是什么？你能算出打 O、D 點(diǎn)時(shí)間內(nèi)紙帶的平均速度嗎？為什 圖 1 23 么？解析AD段的平均速度B 點(diǎn)的瞬時(shí)速度vADAD43. 2515.50cm/s=231.25cm/s ；tAD0.0223當(dāng)時(shí)間間隔很短時(shí),可以用平均速度代替瞬時(shí)速度,故vBAC32. 5015.50cm/s=212.50cm/s ；tAC0.0222無(wú)法算出OD段的平均速度,由于不知道 OD段的時(shí)間間隔；O、D 間有多少個(gè)點(diǎn),因而不知道5 使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),假如發(fā)覺(jué)紙帶上打出的點(diǎn)不清楚,那么可能是什么緣由？如何實(shí)行措施？解析 點(diǎn)跡不清的緣由及應(yīng)實(shí)行的措施主要有：（1）復(fù)寫紙使用過(guò)久,可調(diào)整復(fù)寫紙位置,或更換復(fù)寫紙；（2）電源電壓過(guò)低,導(dǎo)致打點(diǎn)太輕,可適當(dāng)提高電源電壓；（3）振針位置偏高,同樣會(huì)導(dǎo)致打點(diǎn)太輕,可適當(dāng)調(diào)低振針；6 圖 124 是兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的位移圖象；哪條直線所表示的運(yùn)動(dòng)的速度大 .各是多大？解析 直線比較陡,其斜率大,故直線所表示的運(yùn)動(dòng)的速度大；以 v1、v2 分別表示直線、直線所表示的運(yùn)動(dòng)的速度,就 v 1 x 1 6 m/s=1m/s, t 1 6v 2 x