《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度》教案設(shè)計(jì)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時器測速度【教學(xué)目標(biāo)】：( 一) 知識目標(biāo)：1、了解兩種打點(diǎn)計(jì)時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2、會安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時器。3、理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。4、明確速度時間圖象的意義，描點(diǎn)法畫圖象的方法，并畫出該實(shí)驗(yàn)中的速度時間圖象。( 二 ) 能力目標(biāo)：1通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時器的說明書，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力2 通過實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動信息，用數(shù)學(xué)方法表述出來培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力， 體會處理問題的方法， 領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法3 通過畫速度一時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用4 體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理

2、性思維的重要，既要動手，更要動腦( 三 ) 德育目標(biāo)：1、經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙。2、培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。【教學(xué)重點(diǎn)】：1、打點(diǎn)計(jì)時器的使用。2、由紙帶計(jì)算物體運(yùn)動的瞬時速度。3、畫物體的速度時間圖象?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】：1、對紙帶數(shù)據(jù)的處理。2、畫圖象的方法?！窘虒W(xué)方法】：探究、講授、討論【教學(xué)用具】：多媒體課件、電磁打點(diǎn)計(jì)時器、電火花計(jì)時器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙【教學(xué)過程】：（一）引入學(xué)習(xí)必備歡迎下載測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)動速度在不停變化時，測定某時刻的速度更是比較困難的，

3、如上下飛舞的蝴蝶， 要確定它某一時刻的速度是很困難的我們現(xiàn)在只研究直線運(yùn)動的速度的測量問題今天 , 我們來學(xué)習(xí)測量速度的一種方法( 二) 新課教學(xué)：1 、打點(diǎn)計(jì)時器的認(rèn)識 ( 展示實(shí)物 )提出問題 :1 、打點(diǎn)計(jì)時器分為幾種 , 結(jié)構(gòu)上有什么不同 ?2 、他們在工作要求上 , 有什么不同 ?3 他們是怎么工作的 ?學(xué)生活動 : 看課本 , 觀察實(shí)驗(yàn)儀器 , 四個人一組進(jìn)行討論 .提問學(xué)生并總結(jié) :1 電磁打點(diǎn)計(jì)時器是一種使用交流電源的計(jì)時儀器， 工作電壓為 4 V6 V當(dāng)電源的頻率是 50 Hz 時，它每隔 0.02 s 打一次點(diǎn)當(dāng)接通電源時，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片 ( 由彈簧鋼制成 )

4、磁化，振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中由于振動片的磁極隨著電流方向的改變面不斷變化， 在永久磁鐵的磁場作用下，振動片將上下振動，其振動周期與線圈中的電流變化局期一致，即為0.02s 位于振片一端的振針就跟著上下振動起來，這時，如果紙帶運(yùn)動，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn)。2 電火花計(jì)時器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時儀器。當(dāng)接通 220V 交流電源，按下脈沖輸出開關(guān)時，計(jì)時器發(fā)出的脈沖電流經(jīng)接正極的放電針、 墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸， 產(chǎn)生火花放電， 于是在運(yùn)動紙帶上就打出一系列點(diǎn)跡。當(dāng)電源頻率為 50Hz 時，它也是每隔 0.02s 打一次點(diǎn)，即打出的紙帶上每相鄰兩點(diǎn)間的時

5、間間隔也是 0.02s 。學(xué)生思考 :1 、電磁打點(diǎn)計(jì)時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 ?答案 : 工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，從而促使振動片上下振動，并且振動片的振動周期與電源的電流變化周期一致。 若使用 50 Hz 的交流電，打點(diǎn)的時間間隔為 0 02s. 這個值正好是電源頻率的倒數(shù)。2、從原理上考慮，電火花計(jì)時器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時器相比，哪個更好些，誤差可能會更小 ?答案：電火花計(jì)時器可能會更好些， 因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時器提出問題：1、使用打點(diǎn)計(jì)時器，應(yīng)該按照怎么樣的步驟？2、紙帶上的點(diǎn)與小車

6、的位移和時間是如何對應(yīng)的，怎樣將紙帶上的點(diǎn)變成相關(guān)的數(shù)據(jù) ?學(xué)習(xí)必備歡迎下載學(xué)生活動 : 看課本 , 四個人一組進(jìn)行討論 .提問并總結(jié)：1、使用電火花計(jì)時器在紙帶上打點(diǎn)，安裝紙帶的方法有兩種，一種是用一條紙帶從墨粉盤下穿過， 打點(diǎn)時墨粉盤不隨紙帶轉(zhuǎn)動， 電火花只將墨粉盤上某一位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上， 打出的點(diǎn)跡顏色較淡， 打過一條紙帶后要將墨粉盤轉(zhuǎn)一角度再打另一條紙帶 學(xué)生實(shí)驗(yàn)時可采用這一方法另一種是用兩條紙帶， 將墨粉盤夾在中間，拖動紙帶時由于兩條紙帶的摩擦作用，墨粉盤會隨紙帶轉(zhuǎn)動，電火花將墨粉盤上不同位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上， 所以打出的點(diǎn)跡顏色較重 墨粉盤上面的一條紙帶沒有點(diǎn)跡， 可重復(fù)使

7、用 用一條紙帶打點(diǎn)時， 紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器之間的摩擦阻力較小，用兩條紙帶打點(diǎn)時摩擦阻力較大不管用哪種方法，打完紙帶后應(yīng)立即切斷電源2、兩點(diǎn)之間的時間為0.02 秒， n 個點(diǎn)之間的時間為002* （n-1 ）3、用打點(diǎn)計(jì)時器測量瞬時速度提出問題 : 根據(jù)前面所學(xué)的瞬時速度的理論， 引導(dǎo)學(xué)生怎樣計(jì)算實(shí)際運(yùn)動中物體的瞬時速度 ?學(xué)生活動 : 討論怎樣獲取數(shù)據(jù)，怎樣根據(jù)自己的紙帶計(jì)算不同時刻的瞬時速度并采用列表法有條理的列出。提問總結(jié) : 為了測量打點(diǎn)計(jì)時器在打出某個點(diǎn)時紙帶運(yùn)動的瞬時速度， 可以測量包括該點(diǎn)在內(nèi)的兩點(diǎn)間的平均速度， 用來代替瞬時速度。這兩點(diǎn)離該點(diǎn)越近，平均速度越接近該點(diǎn)的瞬時速度。

8、然而，兩點(diǎn)距離過小則測量誤差增大， 須根據(jù)實(shí)際情況選取這兩個點(diǎn)。勝一籌4 、用圖象表示速度提出問題 :1 那么怎樣用圖象來表示物體運(yùn)動的速度呢?2對描出的點(diǎn)應(yīng)該怎么樣進(jìn)行處理才能得到我們所要的圖像 ?學(xué)生活動 : 四個人一起看書進(jìn)行討論.提問并總結(jié) :. 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系， 用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動的速度，用橫坐標(biāo)表示時間， 根據(jù)表中各時刻的速度 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一時間圖象 (v t 圖象 ) ，簡稱速度圖象學(xué)生思考 : 百米賽跑時運(yùn)動員的速度從始至終是不變的嗎 ?如果有變化，你估計(jì)是怎樣變化的 ?某位運(yùn)動員的百米賽跑的成績是 1057

9、s，按照你的估計(jì)畫出他在這段時間的 vt 圖象的草圖 .百米賽跑時運(yùn)動員的速度是有變化的，運(yùn)動員從靜止開始，速度很快增大，沖刺階段的速度達(dá)到最大。 沒有受過訓(xùn)練的同學(xué)跑百米， 他在起始階段速度增大的過程要長些，最大速度也比不過運(yùn)動員，到終點(diǎn)時速度還可能有下降趨勢， v t 圖象的形狀是不同的。( 三) 鞏固練習(xí)學(xué)習(xí)必備歡迎下載1 當(dāng)紙帶與運(yùn)動物體連接時，打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上打出點(diǎn)跡。下列關(guān)于紙帶上點(diǎn)跡的說法中正確的是（ ）A. 點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間B. 點(diǎn)跡記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移C. 紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的質(zhì)量和形狀D. 紙帶上點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情

10、況解析 打點(diǎn)計(jì)時器每隔一定的時間（當(dāng)電源頻率為 50Hz 時，打點(diǎn)的時間間隔為 0.02s ）打下一個點(diǎn)，因而點(diǎn)跡記錄了物體運(yùn)動的時間，也記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移； 點(diǎn)跡的分布情況反映了物體的運(yùn)動情況， 而不能反映物體的質(zhì)量和形狀。正確選項(xiàng)為 A、B、D。2 通過打點(diǎn)計(jì)時器得到的一條打點(diǎn)紙帶上，如果點(diǎn)子的分布不均勻，那么是點(diǎn)子密集的地方紙帶運(yùn)動速度比較大， 還是點(diǎn)子稀疏的地方紙帶運(yùn)動速度比較大？為什么？解析 打點(diǎn)計(jì)時器打點(diǎn)的時間間隔 t 保持不變，點(diǎn)子稀疏的地方 x 大，從而紙帶的運(yùn)動速度比較大。3 某次打點(diǎn)計(jì)時器在紙帶上依次打出 A、B、C、D、E、F 等一系列的點(diǎn)，測得

11、距離 AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF =62.5mm。通過計(jì)算說明在打 A、F 點(diǎn)的時間間隔內(nèi)，紙帶是否做勻速直線運(yùn)動。如果是，則求速度；如果不是，則求平均速度。已知打點(diǎn)時間間隔為 0.02s 。解析ABBC AC AB=CD AD ACDE=AE=11.0mm,=15.5mm, =13.5mm,ADEF=AFAE各段距離不等，說明在打A、F 點(diǎn)的時間間隔內(nèi)，=8.1mm,=14.4mm,紙帶不是做勻速直線運(yùn)動。vAF62.5103t0.025m/s=0.625m/s 。4 如圖 1 23 為某次實(shí)驗(yàn)時打出的紙帶，打點(diǎn)計(jì)時器每隔 0

12、.02s 打一個點(diǎn)，圖中 O點(diǎn)為第一個點(diǎn)， A、B、C、D為每隔兩點(diǎn)選定的計(jì)數(shù)點(diǎn)。根據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù)，打 A、D 點(diǎn)時間內(nèi)紙帶的平均速度有多大？打 B點(diǎn)時刻紙帶的瞬時速度有多大？計(jì)算的依據(jù)是什么？你能算出打 O、D 點(diǎn)時間內(nèi)紙帶的平均速度嗎？為什圖 123么？解析AD段的平均速度vADAD43.2515.50 cm/s=231.25cm/s 。t AD0.022 3當(dāng)時間間隔很短時，可以用平均速度代替瞬時速度，故B 點(diǎn)的瞬時速度vBAC32.5015.50 cm/s=212.50cm/s 。t AC0.022 2學(xué)習(xí)必備歡迎下載無法算出 OD段的平均速度，因?yàn)椴恢?O、 D 間有多少個點(diǎn)，因而不知道OD段的時間間隔。5 使用打點(diǎn)計(jì)時器時，如果發(fā)現(xiàn)紙帶上打出的點(diǎn)不清晰，那么可能是什么原因？如何采取措施？解析點(diǎn)跡不清的原因及應(yīng)采取的措施主要有：（1）復(fù)寫紙使用過久，可調(diào)整復(fù)寫紙位置，或更換復(fù)寫紙；（2）電源電壓過低，導(dǎo)致打點(diǎn)太輕，可適當(dāng)提高電源電壓；（3）振針位置偏高，同樣會導(dǎo)致打點(diǎn)太輕，可適當(dāng)調(diào)低振針。6 圖 1 24 是兩個勻速直線運(yùn)動的位移圖象。哪條直線所表示的運(yùn)動的速度大 ?各是多大？解析直線比較陡，其斜率大，故直線所表示的運(yùn)動的速度大。以v1、v2分別表示直線、直線所表示的運(yùn)動的速度，則x16v1m/s=1m/s,t16v2x26 m/s