高中物理-【課堂實錄】用打點計時器測速度教學設計學情分析教材分析課后反思

1《用打點計時器測速度》教學設計【教學目標】

一、知識與技能

1.了解兩種計時器的基本構造及打點原理，學會使用打點計時器2.能根據紙帶研究物體的運動情況。3．能根據紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度。能夠根據紙帶粗略測量物體的瞬時速度。4.會用描點法描繪物體的速度一時間圖象，并從中獲取物理信息．5．了解誤差和有效數字。

二、過程與方法

（1）培養(yǎng)學生良好實驗習慣，體會實驗在物理學發(fā)展中的作用；

（2）感受計時器的發(fā)展歷程；

（3）了解極限思想在處理模型和實際中的作用。

三、情感態(tài)度與價值觀

通過對平均速度和瞬時速度的理解，讓學生感受物理邏輯之美；通過實驗培養(yǎng)學生的合作、善于交流、勇于修正自己錯誤的意識。【學生課前活動】儀器構造（1）上圖為電磁打點計時器的構造圖，圖中標出了幾個主要部件的代號，它們的名稱分別是：1、2、3、4、5、6、7、8、9、（2）右為電火花計時器的構造圖2．儀器原理電磁打點計時器靠電磁感應帶動探針振動通過復寫紙打點;它使用電源，由學生電源供電，工作電壓在以下，當電源的頻率是50Hz時，它每隔打一個點，通電前把紙帶穿過，再把套在軸上的復寫紙片壓在紙帶的上面，接通電源后，在線圈和永久磁鐵的作用下，便振動起來，帶動其上的上下振動。這時，如果紙帶運動，振針就通過復寫紙片在紙帶上留下一行小點，如果把紙帶跟運動的物體連在一起，即由物體帶動紙帶一起運動，紙帶上各點之間的距離就表示相應時間間隔中物體的;電火花計時器靠產生電火花放電蒸發(fā)墨粉打點,這種計時器工作時，紙帶運動受到的阻力比較，實驗誤差也就比較。3．偶然誤差是指由因素造成的，用的方法可以減小偶然誤差。系統(tǒng)誤差是由、造成的，特點是多次重復測量的結果總是真實值，呈現(xiàn)單一傾向,相對誤差等于,有效數字是指帶有一位的近似數字。對比兩種計時器，完成下表：【自主梳理】探究中遇到的問題想問同學的？探究中遇到的問題想問老師的?【教學過程】

一、打點計時器

1．打點計時器的引入

問：同學們能說一下你知道有哪些計時儀器嗎？

學生回答，相互補充?？隙▽W生的回答，同時指出人類對計時的研究經過了漫長的過程。進行情感態(tài)度價值觀的教育。展示：古代日晷、漏滴、手表（鐘表）、秒表、原子鐘等。

今天，我們引入一個新的計時儀器──打點計時器。

2．原理及構造：對照示意圖講解原理，講完之后學生完成下表。

電源電壓打點周期電磁打點計時器

電火花計時器

二、練習打點計時器的使用

學生分組實驗，指導學生實驗，同時分別選幾條無點、點密、不在一直線上等有代表性的紙帶，用展臺展示。

問：造成這些情況的原因可能是哪些？

學生思考討論總結回答。

問：紙帶都記錄和反映了什么信息？

學生回答老師總結：記錄運動的時間和相應位移，反映物體的運動的快慢。

問：你能總結一下使用打點計時器應注意哪些事項嗎？

學生回答、相互補充總結：先接通電源再讓紙帶運動，要用交流電源、紙帶和復寫紙的順序等。

問：我們能否根據紙帶求出物體運動的速度？試計算。

三、平均速度和瞬時速度

問：同學們計算出的速度是平均速度還是瞬時速度？能否計算打某點的瞬時速度？

問：請同學們根據你的理解，求出連續(xù)8個點的瞬時速度，填入表格中。時刻

00.1

0.20.3

0.4

0.5

0.6

0.7速度

四、v—t圖象

問：同學們能從v—t圖像得到哪些信息？

學生討論總結：能直觀反映物體運動速度與時間的變化關系，能反映物體運動的方向。讓學生體會圖象在反映兩物理量時的直觀性。漸漸培養(yǎng)學生從圖象獲取信息的能力?！景鍟恳弧⒋螯c計時機器的種類二、打點計時器的使用： 1.測時間 2.測位移 3.分析運動情況三、測平均速度和瞬時速度 四、做速度—時間圖象 【分層提升練習設計】1.一同學在使用打點計時器時，紙帶上點不是圓點而是一些短線，這可能的原因是（）A.接在直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)C.電源頻率不穩(wěn)D.打點針壓得過緊2.電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器，根據打點計時器打出的紙帶，我們不用測量就可以從紙帶上直接得到的物理量是（）A.時間間隔B.位移C.加速度D.平均速度3.打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某次實驗中得到的一條紙帶，用毫米刻度尺測量的情況如圖所示，紙帶在A、C間的平均速度為________m/s，在A、D間的平均速度為________m/s，B點的瞬時速度更接近于________m/s.4．在練習使用打點計時器的實驗中，得到了一條如圖所示的紙帶，其中0,1,2,3……是選用的計數點，每相鄰兩個計數點之間還有3個打出的點沒有在圖紙上標出，圖中畫出了將米尺靠在紙帶上測量的情況，讀出圖中所測量點的讀數分別是________、________、________和________；打第2個計數點時紙帶的速度是________m/s.5.如圖所示，是一條利用打點計時器打出的紙帶，0,1,2,3,4,5,6是7個計數點，每相鄰兩個計數點之間還有4個點未畫出，各計數點到0的距離如圖所示．求出各計數點的瞬時速度并畫出速度－時間圖象．【評價設計】課堂評價：課堂授課主要以小組合作的形式展開，在課堂表現(xiàn)上，根據學生以及小組的表現(xiàn)除老師加分，由課代表記錄外，每組有一張自評互評表，根據授課內容完成情況分為四個等級，授課過程中由組長牽頭記錄，課后教師統(tǒng)計。附：課堂評價表評測標準：按要求完成任務，書寫規(guī)范，熱心幫助同學為A；按要求完成任務，積極參與為B；任務基本完成，參與度一般的為C；任務完不成的為D等等級項目姓名ABCD張三一二三四李四一二三四作業(yè)評價：根據學生完成課下作業(yè)情況進行評定給予不同的分值?！窘虒W回顧與反思】打點計時器是高中一個重要的計時儀器，計時的同時還能記錄物體的運動情況，在各種類型的考試中，這也是一個考查的重點，學生掌握起來有一定的難度。出錯點主要集中在單位、所選的段不對、時間找不對、計算錯誤等等。本節(jié)通過對打點計時器的了解，掌握其使用方法。利用極限的思想，從平均速度過渡到瞬時速度。并用用圖象表示物理量的變化，讓學生體會圖象在反映兩物理量關系時的優(yōu)越性。培養(yǎng)學生從不同角度看同一問題的素養(yǎng)和學生的發(fā)散思維。本節(jié)為實驗課，所以備課時充分考慮學生的動手操作，所以除了介紹打點計時器的基本原理及使用方法之外，其他的任務基本由學生完成。授課過程中基本上完成預設任務，學生完成掌握情況也還不錯。但在授課中明顯感覺到一個問題，學生的實驗能力及處理數據的能力明顯不足，今后要加強實驗的練習指導。在語言方面?zhèn)€別地方還不夠簡練，指導還不是很到位?！菊n后教學拓展】學習P24科學漫步，查找有關氣墊導軌和數字計時器的相關知識，掌握其基本操作。學情分析認知發(fā)展分析：學生在初中階段所做實驗基本都是定性實驗，實驗處理方法、手段與定量試驗不同，所以在本節(jié)實驗中，操作，數據處理對學生來講都有一定的難度。知識結構分析：通過前幾節(jié)的學習，學生對速度的概念有了較為深刻的認識，但對平均速度與瞬時速度的理解計算還有困難，本節(jié)要通過實驗測量并處理紙帶上的信息，是學生理解的難點；利用圖象描述物體的運動對學生來講也比較困難。非認知因素分析：學生實驗積極性比較高，對物理探究保持著濃厚的興趣，探索精神比較強。學生當堂學習效果的評測結果及分析本課時學習效果評價分為兩個部分：自評及組內互評、自測練習。全班共52名同學，評測及分析如下：一自評及組內互評：按導學案分為四部分要求，根據課上完成任務情況進行評測。評測標準：按要求完成任務，書寫規(guī)范，熱心幫助同學為A；按要求完成任務，積極參與為B；任務基本完成，參與度一般的為C；任務完不成的為D評測結果評測項目ABCD一45人17人0人0人二30人16人6人0人三25人15人8人4人四20人21人5人6分析：對第一、第二兩部分知識，完成情況較好，對三、四兩部分存在問題稍多，計算平均速度時主要問題：測量不準確，所用的段和時間對應關系出現(xiàn)錯誤，時間找不對和計算問題也存在；作圖象過程中部分同學不仔細，坐標軸取得刻度有問題，還有就是有的同學靜不下心來認真做，馬虎潦草。大部分同學參與度比較高，可以順利完成任務。由此可得出，本堂課的目標設立面向全體，難度不高，目標基本達成。二．自測練習練習分為兩部分，一部分為學案上的分層提升練習，目的是提供給基礎較好能力較強的同學去完成，課下統(tǒng)計有7人完成其中的一部分。第二部分為評測練習，雙向細目表如下：題序考核內容知識層次難度題型了解理掌綜合易中難選擇填空簡答計算1、3、4、5、8

打點計時器的使用

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2、6

利用紙帶判斷運動情況

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7

利用紙帶計算平均速度

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9、10、11

利用紙帶綜合考查

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利用紙帶做v-t圖象

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∨13利用紙帶判斷運動情況∨∨∨從完成情況來看1至8題基本沒什么問題，個別同學在一些小地方出現(xiàn)問題，主要問題出在9到12題有關速度的計算，突出問題仍是時間，長度，包括單位上出問題，出錯率占到30%,12題的第二問作圖象問題也比較多：描點不準，連線不平滑，有的同學不用鉛筆作圖，大約有40%的同學完成比較認真，在作圖規(guī)范上還應加大指導。教材分析打點計時器是高中一個重要的計時儀器，計時的同時還能記錄物體的運動情況，這對高一新生來說是全新的。通過對打點計時器的了解，掌握其使用方法。平均速度和瞬時速度是本節(jié)的難點，教材用極限的思想，從平均速度過渡到瞬時速度。加強對瞬時速度的理解，拉近物理與生活、模型與實際的距離，培養(yǎng)學生從不同角度看同一問題的素養(yǎng)和學生的發(fā)散思維。用圖象表示物理量的變化，在生活中是十分常見的方法，本書在這方面加強了很多。在過去教材中“用平滑曲線把點連起來”改換為“根據所描點”的分布和走向嘗試用條曲線來“擬合”這些測量點，即將驗證性實驗換為探究性實驗，思路不一樣、邏輯線索不一樣。此外，讓學生體會圖象在反映兩物理量關系時的優(yōu)越性。本節(jié)內容從知識到能力要求均很高，特別對剛入高中的新生來說有難度，更具有吸引力和挑戰(zhàn)性。評測練習一．選擇題（每小題5分，選對選不全得3分，選錯不得分）1．關于打點計時器的使用，下列說法中正確的是()A．打點計時器應用低壓交流電源，交流電頻率必須為50HzB．紙帶必須穿過限位孔，并注意把紙帶壓在復寫紙的上面C．要先通電，后釋放紙帶，紙帶通過后立即切斷電源D．為減小摩擦，每次釋放紙帶前應先將紙帶理順2．關于打點計時器在紙帶上打出的點痕，下列說法中正確的是()A．點痕記錄了物體運動的時間和速度的大小B．點痕記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內的位移C．點在紙帶上的分布情況反映了物體的運動情況D．根據紙帶上的點痕可以知道任一時刻運動物體的瞬時速度3．某同學在使用電磁打點計時器時，紙帶上點不是圓點而是一些短線，這可能的原因是()A．接在直流電源上B．電源電壓不穩(wěn)C．電源頻率不穩(wěn)D．打點針壓得過緊4．電磁打點計時器的打點周期取決于（）A．交流電壓的高低B．交流電的頻率C．永久磁鐵的磁性強弱D．振針與復寫紙間的距離5．在使用打點計時器時（）A、每打完一列點子就要切斷電源,防止線圈過熱而損壞B、不要移動圓形復寫紙片的位置,以充分利用復寫紙的各個部位，可保證打點清晰C、紙帶一定要從兩限位孔穿過，并且壓在復寫紙的下面D、側向移動限位孔位置，在一條紙帶上可以打出兩列點，提高紙帶的利用率6．某同學用手水平地拉動紙帶，通過打點計時器后紙帶上打下一系列點，他要根據這一系列點，計算紙帶運動的平均速度及判斷紙帶是否做勻速直線運動，則下列操作中正確的是()A．首先要查清共有多少個點B．首先從第一個能看清的點數起，查清共有多少個點C．分別測量出每兩個相鄰清晰點間的距離，然后相加，把相加的結果作為所有能看清點間的總長度，用來計算平均速度D．分別測量出每兩個相鄰清晰點間的距離，用來計算各段的平均速度，判斷是是否是勻速運動7．運動小車拉動的紙帶通過打點計時器后，在紙帶上留下的點子中有5個連續(xù)清晰的點，測出5個點間的距離為20cm，則（）A、小車運動的平均速度為2.00m/sB、小車運動的平均速度為2.50m/sC、小車運動的平均速度為200m/sD、小車運動的平均速度為250m/s8．在使用打點計時器前應檢查（）A、所用電源是否符合要求B、紙帶是否平整C、打點周期的等時性是否良好D、復寫紙安裝是否正確二、填空題（9、10、11每空4分，9題表格3分；12題（1）問5分，（2）問8分）9.在“利用打點計時器測速度”的實驗中，打點計時器使用的交流電的頻率為50Hz，記錄小車運動的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5共6個計數點，相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零刻度線跟“0”計數點對齊，由圖可以讀出三個計數點1、3、5跟0點的距離填入下列表格中．以小車在某段時間內的平均速度表示這段時間中間時刻的瞬時速度計算小車通過計數點“2”的瞬時速度公式為v2=________（以d1、d2及相鄰計數點間時間T來表示）代入得v2=____m/s．（結果保留兩位有效數字）10.在做《利用打點計時器測速度》的實驗中，打點計時器采用的是（選“交流”或“直流”）電源；實驗中得到一條紙帶如圖所示0、1、2、3、4、5、6為實驗中所取的計數點，兩個計數點間還有四個點未畫出，那么相鄰兩計數點間的時間間隔為_______s；打印計數點2、6這段時間時紙帶的平均速度大小V4=m/s。11.某次實驗用打點計時器交流電的頻率為50Hz，紙帶的記錄如圖所示,圖中O點為紙帶的第一個點，接下來的前幾個點模糊,因此從A點開始每打五個點取一個計數點,推測紙帶的運動是__________(加速或減速)，在打出A、F這兩點的時間間隔中，紙帶運動的平均速度是____________，B點的瞬時速度為_____________。OOAB1.30CDEFG3.456.3410.0814.4019.55單位:cm12、某同學在“用打點計時器測速度”的實驗中，用打點計時器記錄了被小車拖動的紙帶的運動情況，在紙帶上確定出A、B、C、D、E、F、G共7個測量點．其相鄰兩點間的距離如下圖所示，每兩個相鄰的測量點之間的時間間隔為0.10s.(1)若用勻變速直線運動中某段時間中點的速度代替該過程中的平均速度.試根據紙帶上各個測量點間的距離，每隔0.10s測一次速度，計算出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度，并將各個速度值填入下表(要求保留三位有效數字)瞬間速度vBvCvDvEvF數值/(m·s－1)(2)以A點為計時起點，將B、C、D、E、F各個時刻的瞬時速度標在下圖所示的直角坐標系中，并畫出小車的瞬時速度隨時變化的關系圖線．三、簡答題（8分）13.打在紙帶上的點，記錄了紙帶的運動（a（a）（b）（c）（d）點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置．研究紙帶上的點子之間的間隔，就可以了解運動物體在不同時間內發(fā)生的位移，從而了解物體的運動情況．請你用簡短的語言描述圖示每條紙帶記錄的物體的運動情況．參考答案：1．CD2．BC3．D4．B5．ACD6．BD7．B8．ABCD9.d1=1．20cm、d2=5．40cm、d3=12．00cm、v2=（d2-d1）/2T（字母表達式）v2=0.21m/s．（結果保留兩位有效）10.交流;0.10.76811.加速36.50cm/s50.4cm/s12.【解析】(1)每兩個相鄰計數點之間還有四個點未畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s．根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度可求出打下B、C、D、E、F五個點時小車的瞬時速度大小分別是0.400m/s;0.479m/s;0.560m/s;0.640m/s;0.721m/s(2)瞬時速度隨時變化的關系圖線如右圖13.【解析】(a)，(b)的各點分布較為