1、1.4 实验：用打点计时器测速度（2 课时） 一、教学目标（三维） 1、知识与技能：（1）知道计时器种类、结构、工作电压和频率（周期） （2）掌握打点计时器的原理及其使用方法 （3）掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力 （4）能测定平均速度，画出 v-t 图象，通过图象来分析物体的运动情况 2、过程与方法：（1）能分析、处理实验过程中出现的问题 （2）掌握建立图像的一般规律，了解用图象研究物理问题的方法 （3）掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法 3、情感、态度和价值观：（1）注意培养学生养成良好的实验习惯和实验及科学态度 （2）注意培养学生的尊重原始测
2、量的数据这一实事求是的科学态度 二、设计思路 本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，使学生养成良好的实验习惯和实验态度显 得非常重要，而且打点计时器是一个既重要又较难的实验，应该让学生多想、多看、多动 手 “用打点计时器测速度” ，对于刚进入高一的学生来说常常有许多疑惑：什么是打点 计时器，如何使用打点计时器，又如何利用打点计时器测速度，如何利用测出的速度对物 体的运动状态进行分析等，因此本课也应该围绕这些问题来而展开教学活动。在这些问题 中如何使用打点计时器在纸带上打出清晰的点是关键（当然后几个问题都很重要），以后 的学习过程中会多次遇到，因此在教学过程中应采用边讲边做的方式，特别要让学生多
3、练， 遇到问题也要让学生多想，激发他们探究的热情，并引导学生试着解决这些问题，从中体 验成功的喜悦。 三、教学重点、难点 1、教学重点及其教学策略：重点：打点计时器的使用方法 教学策略：通过实验探索、观察思考和实际演练来加深理解 2、教学难点及其教学策略：难点：对纸带上记录的原始数据进行处理 测定瞬时速度，画出 v-t 图象，并通过图象来分析物体的运动情况 教学策略：采用边讲边做的方式，遇到问题让学生多思考，激发他们探究的热情，并引导 学生试着解决这些问题。教师加强示范作用，学生规范训练 四、教学资源 电磁打点计时器、学生电源、导线、纸带、重垂、复写纸、固定夹、挂图 五、板书设计 1.4 实验
4、：用打点计时器测速度 1、 打点计时器的构造 4、利用打点计时器测瞬时速度 2、打点计时器的原理 在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均 速度 3、打点计时器的操作 5、如何作 v-t 图象 六、教学设计 教师活动 学生活动 引入新课： 中国在很早就发明了各种计时 仪器？（展示日 晷 、 壶 漏 、 手 表 、 大 钟 ） ，走在世界的前 列。然而却在清代却没有抓住 机遇，没有大的建树，基本是 仿造国外的各种计时器。为什 么？ 今天我们就来研究一种新 的计时器，它就是 自大;对科学技术不重视;没有安定的社会环境; （对于我们学生来讲就不能骄傲自大，要相信科学技术反对 迷信，同时也
5、要珍惜目前良好的社会环境，学好本领，将来 为祖国建设贡献自己的力量） 。 打点计时器 一边听、一边看、一边认、一边想 （附图 1） 小组讨论，学生代表回答。 （附图 2） 学生回答、补充、纠正。 讲授新课 1、 打点计时器的构造： 下面让我们来认识一下打点计 时器（用实物投影仪展示两种 打点计时器）并对照讲解打点 计时器的结构以及各个组成部 分的名称（附图 1） 。 2、打点计时器的原理 打点计时器是怎么工作的呢？ 展示（附图 2） （1）当线圈通以 50 赫的交流 电时，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
6、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， 振动片的一端装有打点针，当 纸带从针尖下通过时。便打上 一系列点。这就是电磁打点计 时器的原理。 （2）电火花计时器的原理： 当接 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，于是在运动的纸 带上就打出一系列点迹。 教师活动 学生活动 提问： （1）打点计时器使用的是直流电 还是交流电?其工作电压为多少 ? （2）同学们你们知道：相邻点 之间对应的时间为多少？5 个 间距对应的时间为多少秒？ 学生思考回答： （1
7、）电磁打点计时器（电火花计时器）使用的都是交流电； 前者的电压为 10v 以下，后者的电压为 220v （2）相邻点之间对应的时间为 002 秒，5 个间距对应的时 间为 010 秒。 思考：（1）能否用直流电？为什 么？ （2）可不可以用 100 赫的交流 电？如果可以那相邻点之间对 应的时间为多少？ （3）电磁打点计时器中怎样安 放复写纸和纸带的位置? （4）先闭和电源，还是先拉纸带？ 学生思考回答： （1）不可以，振动片不会上下振动。 （2）可以，时间为 001 秒。 （3）纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸压在纸带的 上面。 （4）先闭和电源，等计时器正常工作后，再拉纸带。 1、 打
8、点计时器的操作 教师边讲解、边操作 安装好复写纸并将打点计时 器固定在桌子边缘。 将纸带穿过限位孔并从复写 纸圆片下穿过。 将打点计时器接入 50 Hz 交 流电源，从交流 4 V 开始， 观察振动片振动情况，若振 动片振幅较小，再升高电压 至 6 V。 打点计时器工作，待 12 s4 再拖动纸带打出点。观察点 迹是否清晰，打完点后，立 即关闭电源。 学生先认真观察、认真听讲、然后再自己动手操作。 肯定会出现：纸带上打不出点或点迹颜色过淡，那可以先请 学生自己尝试着解决实验过程中出现的各种问题 思考： (5)打点计时器的打点周期取 决于什么因素？ (6)打点计时器打出的纸带可 以记录哪些信息?
9、 （7）怎样根据纸带上的点迹计 算纸带的平均速度？在如图中 打出的 D、G 两个点的时间间 隔中,纸带运动的平均速度是多 少? （8）)什么是纸带上的打印点， 什么是纸带上的测量点？ 学生思考回答： （5）打点计时器的打点周期取决于电源的频率（较难） 。 （6）打点计时器打出的纸带可以记录时间、位移。 课时 FD x x ?=t （7）用刻度尺测出 DE 间的位移 及对应的时间 ，再利t 用 求得txv=/ （8）纸带上的点就是打印点，而那些标上字母的打印点是 测量点或计数点。 （第 1 课时） 教师活动 学生活动 2、 测瞬时速度： 什么是瞬时速度？ 如何测瞬时速度？或用打点计 时器测量瞬时
10、速度的思想方法 是什么？ 讲解：在极短的时间内物体的 瞬时速度近似等于这段时间内 的平均速度。即在如图测量出 包括 E 点在内的 D，F 两点间 的位移x 和时间t，算出纸 带在这两点间的平均速度 v= x/t，用这个平均速度代表纸 带经过 E 点时的瞬时速度 说明：x/t 可以大致表示 E 点的瞬时速度，D、F 两点离 E 点越近，算出的平均速度越 接近 E 点的瞬时速度然而 D，F 两点距离过小则测量误差 增大，应该根据实际情况选取 这两个点 学生回答、补充。 学生回答、补充、纠正 （002 秒，010 秒都可以看成是极短的时间） 学生动手：根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的 测量
11、点，测量包含这个点的一段时间内的位移x，同时记 录对应的时间t，填人下表（课本 23 页表 1）中 手拉纸带的速度时间图象 距离 /cm时间 t/s 速度 v/（cms -1） 3、如何作 v-t 图象？ 刚才我们从表中的数据可以 粗略看出我们自己手拉纸带运 动的速度变化情况，还有没有 其它的方法来直观反映这个速 度随时间的变化呢？ 师：图象是表示变化规律的 好方法（许多见附） ，我们可 以用图象来描述物体的速度变 化情况，那么怎样用图象来表 示物体运动的速度呢?请同学们 先看课文并回答 为了更清晰，你可以把这些 点用折线连起来 速度的实际变化应该是比 较平滑的，所以，如果用一条 平滑的曲线来
12、“拟合”这些点， 曲线反映的规律应该与实际情 况更接近。 思考： 图象上每一点的意义是什么？ 学生回答、补充、纠正：图表、图像、表格等 学生回答：在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体 运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速 度将(v，t) 作为一组坐标在图象中描点，将点连线即建坐 标系 、描点 、作图 学生在老师的提示和帮助下具体操作：描点、连线 指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新 描画一遍（更形象直观地显示自己手拉纸带的运动情况） 学生：表示该时刻物体的瞬时速度。 教师总结画图步骤： 1、画出纵横坐标 2、选择合适的单位 3、确定合适的最小分度 4、对照表格在坐
13、标纸上描出点 5、用一条平滑的曲线来“拟合”描出的各点 （教师在学生实际演练的过程中要及时巡视，发现问题及时纠正，如果问题具有普遍性那要 及时讲评。 ） 4.典型例题 【例 1】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，我们可以从纸带上不需要测量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 【例 3】电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，当电源频率为 50 Hz 时，振针 每隔 0.02 s 在纸带上打一个点，现在用此打点计时器测定物体的速度，当电源的频率低于 50 Hz 时，数据计算仍然是按照每隔 0.02 s 打一个点来处理的则测出
14、的速度数值与物体的实际 速度相比，是偏大还是偏小?为什么? 【例 2】课本 27 页问题与练习3 题 本课小结： 1、 打点计时器的构造 2、打点计时器的原理 3、打点计时器的操作 4、利用打点计时器测瞬时速度 5、如何作 v-t 图象？ 布置作业 1、认真复习利用打点计时器测瞬时速度的各个知识点 2、完成实验报告、数据处理 3、课本 26 页问题与练习1、2、4 题 七、教后反思 正如设计思路中所谈到的一样，本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，而且一个 是既重要又较难的实验，上好本堂课是很不容易的，请注意以下几个关键点： 1、打点计时器的原理及数据处理。 2、教师要能熟练处理实验过程中出现的各种问题。 （如：打不出点或点迹颜色过淡等） 3、如何作好 v-t 图象？及作图的一般步骤。 4、速度图像的含义及应用。 附：我国某城市房价走势图 时 间 月 平 均 价 格 （ 元 /米 2） 2002年 12月 1856 2003年 12月 2148 2004年 12月 2884 2005年 12月 3201 我 国 某 城 市 房 价 走 势 图 月 平 均 价 格 （ 元 /米 2） 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 200 2年 200 3年 200 4年 200 5年 月 平 均 价 格 （ 元 /米 2）
