（新课标）2015年高中物理1.4实验：用打点计时器测速度教案新人教版必修.docVIP

第四节 实验:用打点计时器测速度 教学目标： （一）知识与技能 1.了解打点计时器的计时原理,理解纸带中包含的物体运动的信息(时间和位移) 2.会安装并使用打点计时器,理解利用纸带测量速度的原理并会测量瞬时速度 3.明确速度---时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,并画出该实验的 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.通过实验得出物体的运动信息,用数学的方法表述出来.培养学生获取信 息处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如何间接测量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 具在物理发展中的作用 4.体验实验中理性思维的重要,即要动手,又要动脑 5.经历科学探究过程认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物体的运动 （三）情感态度价值观 1.感受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实际生活的意识 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奥秘 3.体验用图象方法描述物理现象的乐趣,培养学生用数学方法处理物理问题的意识 4.培养学生的交流与合作精神,有将自己的见解与他人交流的愿望,并养成尊重他人的习惯 教学重点： 1.学会使用打点计时器 2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度 3.会用描点法描绘物体的速度---时间图象,并从中获取物理信息 教学难点：处理纸带的方法,用描点法画图象的能力 教学方法：实验、讲授 教学用具：打点计时器, 学生电源, 导线, 纸带, 刻度尺, 小车细线及钩码, 坐标纸 教学过程： （一）新课导入 测定物体的运动速度并不是一件容易的事,特别是物体的速度在不断变化时.为了简化我们今天只研究物体的直线运动.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的运动信息.怎样记录呢? 课堂活动： 请同桌的两位同学合作用彩笔和纸带模拟打点计时器. 思考： 1. 彩笔打出的点能不能准确记录纸带的位置? 2. 在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有无影响? 学生讨论: 师总结:彩笔打出的点可以记录纸带的位置.但在打点时间间隔大致相同的情况下,纸带拉动的快慢对纸带上点的间隔有影响(拉的越慢纸带上点越密,反之就会越稀疏)考虑到用手打点的时间间隔不能准确相等,所以无法准确测定物体的运动速度.原因在哪? 生:原因出在用手打点时的时间间隔不能严格相等,要是有一台打点时间间隔严格相等的仪器问题就可以解决了. （二）新课教学 师:我们今天要介绍的打点计时器就是可以精确记录时间间隔和位移的仪器. 1、电磁打点计时器 布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,个部分的名称,工作原理及使用方法. 师总结:电磁打点计时器是一种使用交流电的计时仪器.工作电压为10V以下.当电源频率为50Hz时, 打点计时器每隔0.02s打一个点.通电前把纸带穿过限位孔并压在复写纸的下面.通电时,线圈产生的交变磁场使振动片磁化,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,在永久磁铁的作用下,振动片将上下振动.其振动周期与线圈中交流电的周期一致,即为0.02s.如果纸带运动振动片一端的振针就会在纸带上打出一系列的点. 思考:电磁打点计时器用低压交流电源工作,能不能用直流电源呢,为什么? 师总结:电磁打点计时器的工作原理是靠交流电的方向改变来改变电磁铁的磁极方向,从而使振动片上下振动的,且振动片的频率与交流电的频率一致.若使用50Hz的交流电打点周期正好是频率的倒数为0.02s.若使用直流电振动片将无法振动, 打点计时器将打不出点! 2、电火花打点计时器 布置学生阅读打点计时器的说明书:明确打点计时器的结构,各部分的名称,工作原理及使用方法. 师总结:电火花打点计时器可以代替电磁打点计时器使用.与电磁打点计时器不同的是:电火花打点计时器的工作电压是220V的交流电.使用时将电源插头直接插在交流220V插座内就可以了.点火花打点计时器用墨粉和电火花打点.墨粉盘夹在两条纸带之间,当按下脉冲输出开关时会产生高温电火花,高温电火花可以使墨粉汽化在纸带上.当输入交流电的频率是50Hz时,电火花打点计时器也每隔0.02s打一个点.实验时纸带的两面可以重复使用,注意降低实验成本. 思考1:从原理上讲两种打点计时器哪中误差更小,为什么? 学生讨论: 师总结:电磁打点计时器使用时阻力较大:阻力包括振针和纸带间的摩擦以及限位孔和纸带间的摩擦.而电火花打点计时器在使用过程中阻力极小,这极小的阻力来自纸带运动的本身而不是打点时产生的,因而系统误差较小.同时电火花打点计