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

1、PAGE8實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度一、教材分析本節(jié)課為實(shí)驗(yàn)課，目的是讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法，測(cè)定物體牽引紙帶的速度，并嘗試用圖象的方法來(lái)表示速度隨時(shí)間變化的關(guān)系根據(jù)瞬時(shí)速度是在無(wú)限短時(shí)間內(nèi)的平均速度的思想方法，讓學(xué)生用求平均速度的方法，粗略表示物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度教材這樣處理更進(jìn)一步加深了上節(jié)課對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度概念的理解二、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、位移）2會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理并測(cè)量瞬時(shí)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)中的速度時(shí)間圖象，能從圖象中獲取有用的信息三、教

2、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四、教學(xué)難點(diǎn)處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫圖象的能力五、教學(xué)過程新課導(dǎo)入測(cè)定物體的速度并不是一件很容易的事情，特別是當(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，如上下飛舞的蝴蝶，要確定它某一時(shí)刻的速度是很困難的我們現(xiàn)在只研究直線運(yùn)動(dòng)的速度的測(cè)量問題當(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)確記錄物體運(yùn)動(dòng)的信息直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度在技術(shù)上是比較復(fù)雜的，我們?cè)跍y(cè)量時(shí)可以嘗試通過測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，再經(jīng)過計(jì)算或作圖來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況在實(shí)驗(yàn)

3、中，我們可以使用秒表和尺子，直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度太快時(shí)，采用這種方法的測(cè)量誤差較大打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是一種記錄物體運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間信息的儀器，我們可以通過測(cè)量位移和時(shí)間來(lái)計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度以及速度的變化快慢新課教學(xué)師：在以上的活動(dòng)中，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到了打點(diǎn)和漏沙可以體現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)的快慢今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)速度的方法，并用圖象把這些速度形象地表示出來(lái)一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說(shuō)明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀其使用說(shuō)明書，明確電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4V

4、時(shí)，它每隔打一次點(diǎn)通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面當(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周期一致，即為位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來(lái)這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)【交流與討論】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么生：工作原理中是靠電流方向的改變來(lái)改變磁鐵的磁場(chǎng)方向，從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng)，的交流電，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為這個(gè)值正好是電源頻率

5、的倒數(shù)二、電火花計(jì)時(shí)器教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說(shuō)明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說(shuō)明書，明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用使用時(shí)電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)，將裁成圓片（直徑約38mm）的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶（20mm700mm）從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶（位于下面

6、）做實(shí)驗(yàn)，還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn)；墨粉紙可以使用比較長(zhǎng)的時(shí)間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實(shí)驗(yàn)成本【交流與討論】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)更小生：電火花計(jì)時(shí)器可能會(huì)更好些，因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮┙處熢u(píng)論并系統(tǒng)總結(jié)師：電火花計(jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小，這種極小阻力來(lái)自于紙帶運(yùn)動(dòng)的本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計(jì)時(shí)精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致（脈沖周期不大于50s，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器），同時(shí)它的操作簡(jiǎn)易，使用安全可靠（脈沖放電電流平均值不大于5A）師：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息生：時(shí)

7、間和位移下面的時(shí)間交給學(xué)生自主探究三、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)步驟提示指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并引導(dǎo)學(xué)生思考：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)變成相關(guān)的數(shù)據(jù)【交流與討論】師：怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度生：測(cè)出兩個(gè)點(diǎn)間的距離，數(shù)一下這兩個(gè)點(diǎn)間共有多少個(gè)時(shí)間間隔，即有多少個(gè)，用這個(gè)總距離去除以所需用的時(shí)間【課堂訓(xùn)練】出示題目：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)的平均速度粗略代表這段時(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)，這種描述方法越準(zhǔn)確可以大致表示E點(diǎn)的瞬時(shí)速度，D、F兩點(diǎn)離E點(diǎn)越近，、F兩點(diǎn)距離過小則測(cè)量誤

8、差增大，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個(gè)點(diǎn)學(xué)生根據(jù)粗略表示某點(diǎn)瞬時(shí)速度的方法，選擇合適的計(jì)數(shù)點(diǎn)，測(cè)量包含這個(gè)點(diǎn)的一段時(shí)間內(nèi)的位移，同時(shí)記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)間t，填入設(shè)計(jì)好的表1中【課堂訓(xùn)練】出示題目：計(jì)算圖中幾個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度五、用圖象表示速度師：剛才我們從上表中的數(shù)據(jù)可以粗略看出我們自己手拉紙帶運(yùn)動(dòng)的速度變化情況，圖象是表示變化規(guī)律的好方法，我們可以用圖象來(lái)描述物體的速度變化情況，那么怎樣用圖象來(lái)表示物體運(yùn)動(dòng)的速度呢請(qǐng)同學(xué)們先看課文并回答生：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，根據(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時(shí)間圖象（v-t圖象），簡(jiǎn)稱速度圖象學(xué)生具體操作描點(diǎn)師：我們從根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)所描的點(diǎn)，可以從這些點(diǎn)的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律師：為了更清晰，你可以把這些點(diǎn)用折線連起來(lái)在老師的提示和幫助下連線師：速度的實(shí)際變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，如果用一條平滑的曲線來(lái)“擬合”這些點(diǎn)，曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實(shí)際情況更接近指導(dǎo)學(xué)生換用紅色筆用平滑的線將剛才描過的點(diǎn)再重新描畫一遍師：我們現(xiàn)在來(lái)觀察圖象，可以更形象直觀