用打点计时器测速度说课稿Word文件下载.docx
《用打点计时器测速度说课稿Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用打点计时器测速度说课稿Word文件下载.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3、情感态度与价值观
通过对平均速度和瞬时速度的理解，让学生感受物理逻辑之美；
通过实验培养学生的合作、善于交流、勇与修正自己错误的意识。
教学重点和难点
重点：
1．打点计时器的使用。
2．由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3．画物体的速度—时间图象。
难点：
1、对纸带数据的处理。
2、图象的画法及对图象理解。
教学流程示意
课前准备〔电火花计时器和电磁打点计时器，纸带，刻度尺，导线，电源〕
↓
了解仪器与实验操作〔对照仪器看说明书，引导学生注意其重点，如实验原理、实验步骤
↓ 方法等。
〕
交流与讨论〔电磁打点计时器使用低压交流电源工作，能不能使用直流电源，为
↓ 什么？
从原理上考虑，电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？
数据得出结论〔将原始数据填入表格，计算出各计数点的速度，作出v—t图〕
教学过程
教学环节
教学容及教师组织学生探究过程
设计意图
课前准备
电磁打点计时器、电火花计时器、纸带〔每小组两条〕、透明塑料刻度尺〔长度在30cm以上〕、学生电源〔使用4V～6V交流电压挡〕、导线假设干.
联系生活实际导入课题，充分表达“从生活走向物理〞的新课程理念，同时激发学生兴趣。
活动导入
同桌之间，一位同学手拿一支笔，另一位同学牵动一条宽约1cm的长纸带，使纸带在笔下沿着直线缓慢向前移动.按照一定的时间间隔点击纸带〔比方每秒1次，或每秒2次〕，比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系？
牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响？
教师引导
当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比拟复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况.在实验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.
了解仪器
对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：
观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器和电火花计时器的构造、各局部的名称、工作原理及使用方法.
学生分组实验探究，再实验验证。
培养学生探究问题的能力、创新能力、观察动手实验的能力、交流和合作的意识。
突出研究物理问题的思想方法。
电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，如下图.工作电压为4V～6V.当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一次点.通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片〔由弹簧钢制成〕磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中.由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为0.02s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.
归纳总结
电火花计时器使用时电源插头直接插在交流220V插座，将裁成圆片〔直径约38mm〕的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间.这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带〔位于下面〕做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；
墨粉纸可以使用比拟长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验本钱.
交流与讨论
1．电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？
2．从原理上考虑，电火花计时器与电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？
猜测：
电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些.
总结：
电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致〔脉冲周期不大于50μs，这一方面也远优于电磁打点计时器〕，同时它的操作简易，使用平安可靠〔脉冲放电电流平均值不大于5μA〕.
总结
工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致.假设使用50Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02s.这个值正好是电源频率的倒数.
培养学生的自学能力，为今后的学习打下根底。
使用计时器
1.电磁打点计时器中怎样安放复写纸和纸带的位置？
2.振针打的点不清晰或打不出点可能是哪些原因？
怎样调整？
3.开启电源打点完毕后要及时关闭电源,这样做有什么好处？
根据学生的实际操作，让学生体会操作过程的乐趣.指导学生解决实验过程中遇到的问题.
数据处理
处理纸带时，从能够看清的某个点开场，往后数出假设干个点.如果数出n个点，这些点划分出来的时间间隔数是多少？
展示某同学打出的一条点迹清晰的纸带，并提出问题：
怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？
测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个0.02s，用这个总距离去除以所需用的时间.
根据你的理解，求出连续8个点的瞬时速度，填入表格中。
时刻
速度
如果我们以纵轴代表速度，横轴为时间，请同学们将表格中的数据填入坐标纸上，处理这些点。
提问：
能从v-t图像得到哪些信息？
能直观反映物体运动速度与时间的变化关系，能反映物体运动的方向。
进一步理解极限思想，渗透学习物理模型的意义。
体会图象在反映两物理量时的直观性。
渐渐培养学生从图象获取信息的能力。
板书设计
实验：
用打点计时器测速度
一、电磁打点计时器
1．原理
2．构造
3．使用考前须知
二、电火花计时器
三、练习使用打点计时器
四、用打点计时器测量瞬时速度
五、用图象表示速度
教学反思
用打点计时器测小车速度是一个非常重要的实验，这个实验里所涉及的处理运动学问题的思想、公式，是我们在以后的运动学学习中需要不断运用的，在学生建构知识的过程中利用情景创设不断开展教学，让学生深入的讨论情况下，提出问题和观点，合作学习。
教师应充分利用实验课这一良好的气氛培养学生的观察分析、实践探究、归纳总结的能力，这将充分培养学生的学习兴趣，克制学生学习物理的畏难情绪。
同时，也为学生进一步学习后面的知识打下扎实的根底。
（高中物理必修一）
实验一：
?
用打点计时器测速度?
一、教材分析
打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况，这对高一新生来说是全新的。
用图像表示物理量的变化，在生活中是十分常见的方法，本书在这方面加强了很多。
在过去教材中“用平滑曲线把点连起来〞改换为“根据所描点子〞的分布和走向尝试用条曲线来“拟合〞这些测量点，即将验证性实验换为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。
此外，让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越性。
本节容从知识到能力要求均很高，特别对刚入高中的新生来说有难度，更具有吸引力和挑战性。
二、教学目标
〔一〕知识与技能
1．了解两种打点计时器的构造和工作原理。
2．会安装并使用打点计时器。
3．理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。
4．明确速度—时间图象的意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度—时间图象。
〔二〕过程与方法
1．通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。
2．通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。
3．通过画速度—时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理开展中的作用。
4、体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。
〔三〕情感、态度与价值观
1．感觉打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。
2．经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的微妙。
3．培养学生敢于创新和实事的科学态度和科学精神。
三、教学重点
四、教学难点
1．对纸带数据的处理
2．画图象的方法。
五、教学方法
教师启发、引导，学生自主阅读、思考，亲自动手实验，并讨论、交流学习成果。
六、教学过程
〔一〕课前活动
教师活动：
课前布置学生预习本节实验。
学生活动：
学生看书明确实验的各项任务及实验仪器。
〔二〕进展新课
1、对“打点计时器的认识〞的学习
教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点局部
观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确两种打点计时器的构造、各局部的名称、工作原理及使用方法。
指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：
纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据。
动手练习使用打点计时器，打出几条纸带，讨论怎样获取数据，并用列表格的形式把数据列出。
聆听学生答复，进展点评和指导。
思考20页的思考与讨论：
如果纸带上的点迹分布不均，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？
聆听学生答复，进展点评。
2、用打点计时器测量瞬时速度
根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生怎样计算实际运动中物体的瞬时速度。
教师巡回指导。
讨论怎样获取数据，怎样根据自己的纸带计算不同时刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。
3、用图象表示速度
引导学生思考怎样画出速度—时间图象，为什么要用平滑的曲线“拟合〞。
根据前面计算的瞬时速度，画出速度—时间图象，同组各成员之间再次比拟运动的区别，感受不同的运动规律。
体会交流“拟合〞的意义。
聆听学生答复，点评。
〔三〕课堂总结、点评
1、打点计时器的原理构造〔如图〕
实验原理：
〔1〕电磁打点计时器：
它是利用电磁感应原理打点计时的一种仪器，当通过4—6V低压交流电时，在线圈和永久磁铁的作用下，振片便上下振动起来，位于振片一端的振针就跟着上下振动而打点，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列点，当交流电源频率为50Hz时，它每隔0.02s打一点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔为0.02s。
〔2〕电火花计时器：
它是利用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。
当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。
当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。
电火花计时器工作时，纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小。
打在纸带上的点，记录了纸带运动的时间，如果把纸带跟物体连在一起，纸带上的点就相应地表示出运动物体在不同时刻的位置。
2、实验器材
电磁打点计时器〔或电火花计时器〕及纸带、刻度尺、电源、导线等。
3、纸带分析物体的运动情况并能计算平均速度。
〔1〕在纸带上相邻两点间的时间间隔均为0.02s〔电源频率为50Hz〕，所以点迹密集的地方表示纸带运动的速度很小。
〔2〕根据v=△x/△t，求出在任意两点间的平均速度，这里△x可以用直尺测量出两点间的距离，△t为两点间的时间间隔数与0.02s的乘积。
这里必须明确所求的是哪两点之间的平均速度。
4、粗略计算瞬时速度。
某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在的两点间的平均速度来表示。
如图1.4-1，
vE≈vDG，或vE=vDF。
说明：
在粗略计算E点的瞬时速度时，可利用公式v=△x/△t来求解，但须注意的是，如果取离E点越接近的两点来求平均速度，这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但是距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。
5、v-t图象与其画法
为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。
以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。
6、考前须知
〔1〕电源电压要符合要求，电磁打点计时器应使用10V以下的交流电源；
电火花计时器要使用220V交流电源。
〔2〕实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进展调节或更换器材。
〔3〕使用打点计时器应先接通电源，待打点计时器稳定后再用手拉纸带。
〔4〕手拉纸带时，速度应快一些，以防点迹太密集。
〔四〕实例探究
☆打点计时器及应用
［例1］一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是〔〕
A．接在直流电源上B．电源电压不稳
C．电源频率不稳D．打点针压得过紧
解析：
A．接在直流电源上不会打点。
A错。
B．打点与电压是否稳定无关，点痕重轻与电压有关。
B错。
C．频率不同打的点仍为圆点。
故C错。
D．打点针压得过紧。
针和纸接触时间长，打出一些短线。
D正确。
答案：
D
☆打点计时器直接测量的量
［例2］电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是〔〕
A．时间间隔B．位移C．加速度D．平均速度
从打下的纸带上数一下点的个数就知道时间，因为两个点的时间间隔为0.02s.故A选项正确。
用刻度尺量一下任意两个点间的距离，就知道了物体的位移。
故B选项正确。
从纸带上不能直接得到加速度、平均速度，只可以间接计算。
故C、D选项错误。
AB
［例3］用接在50Hz交流电源上的打点计时器，测定小车速度，某次实验中得到一条纸带，如下列图所示，从比拟清晰的点起，每五个打印点取一个记数点，分别标明0、l、2、3、4……，量得0与1两点间距离x1=30mm，3与4两点间的距离x2=48mm，那么小车在0与1两点间平均速度为m／s。
0～1两点间的平均速度
m/s
七、作业
1．完成实验报告。
2．思考P22“说一说〞栏目中提出的问题，
3．完成P24“问题与练习〞中的问题。
4．阅读教材P23“科学漫步〞?
气垫导轨和数字计数器?
短文，思考并答复文后提出的问题。
八、教学反思
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；
亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
★资料袋：
高速摄影与频闪摄影
人们称摄影为瞬间艺术，但只有当高速摄影出现后，才有了真正意义上的瞬间摄影。
普通闪光灯持续发光时间可到达1／20000s，这对于拍摄体育运动等素材是够用了。
然而子弹飞行时的速度少说也有数百米每秒，要想抓拍子弹运动的瞬间，曝光时间要用百万分之一秒的数量级。
后来人们开场使用激光光源以到达在更短时间中发出更强烈的照明，才能清楚地将它的影像凝固在底片上。
高速摄影有广泛的用途。
例如，在汽车的快速碰撞试验的研究中，人们先把碰撞的过程拍摄成电影，然后以很慢的速度放映，以便观察在碰撞期间车身如何变形，从而发现薄弱的那位。
又如，某些昆虫具有令人惊叹的飞行技巧，如在急速飞行过程中急剧减速、悬空停住、以不超过其身长的半径转弯等。
借助高速摄影技术，可以对它们运动过程中的振翅情况进展研究。
高速摄影甚至在绘画艺术中也发挥了作用。
以前谁也没有清楚地见过奔马的四只蹄子到底是如何摆动的，以至于画家们一直凭借主观感觉去画奔马。
借助高速摄影技术，人们对此才有了正确的认识。
闪光频闪摄影是借助于电子闪光灯的连续闪光，在一底片上记录运动物体的连续运动过程的摄影技术。
频闪摄影的关键器材是电子频闪灯。
当电子频闪灯充足电后，就可以像连发手枪一样，一次紧接一次地频繁闪光。
闪光频率越高，底片曝光次数越多，在照片上出现的影像也越多。
高频电子频闪灯的闪光频率〔每秒钟的闪光次数〕可达上百次。
用电子频闪灯拍摄频闪照片应选择一个黑色的背景，被摄者距离背景尽可能远些，以防止频闪光照亮背景，或在画面中出现影子，从而影响主体的效果。
如果主体距离背景比拟近，最好使闪光灯与被摄物体形成侧光和侧逆光的照射角度，被摄物体也最好有明显的轮廓线条，从而防止影像与背景的色调混杂。
相机与被摄者的距离要近一些，这是因为设定频闪后，闪光指数会下降很多。
升级会员 