2022年《實驗：用打點計時器測速度》教案設(shè)計

1、試驗：用打點計時器測速度【教學(xué)目標(biāo)】： 一 學(xué)問目標(biāo)：1、明白兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)和工作原理；2、會安裝并使用打點計時器；3、懂得依據(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,描點法畫圖象的方法,并畫出該試驗中的 速度時間圖象； 二 才能目標(biāo)：1通過同學(xué)自己看打點計時器的說明書,培育同學(xué)獨立學(xué)習(xí)的才能 2通過試驗得出物體的運動信息,用數(shù)學(xué)方法表述出來培育同學(xué)獲 取信息、處理信息的才能, 體會處理問題的方法, 領(lǐng)會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育同學(xué)用圖象法處理數(shù)據(jù)的才能,體驗數(shù) 學(xué)工具在物理進展中的作用 4體驗試驗中理性思維的重要,既要

2、動手,更要動腦 三 德育目標(biāo)：1、經(jīng)受試驗過程,體驗科學(xué)試驗過程的艱辛與歡樂,并樂于探究自然界的 奧妙；2、培育同學(xué)敢于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；【教學(xué)重點】：1、打點計時器的使用；2、由紙帶運算物體運動的瞬時速度；3、畫物體的速度時間圖象；【教學(xué)難點】：1、對紙帶數(shù)據(jù)的處理；2、畫圖象的方法；【教學(xué)方法】：探究、講授、爭論【教學(xué)用具】： 多媒體課件、電磁打點計時器、電火花計時器、同學(xué)電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙【教學(xué)過程】：（一）引入測定物體的速度并不是一件很簡單的事情,特殊是當(dāng)物體的運動速度在不停變化時,測定某時刻的速度更是比較困難的,如上下飄舞的蝴蝶, 要確定它某一 時刻的

3、速度是很困難的我們現(xiàn)在只爭論直線運動的速度的測量問題今日 , 我 們來學(xué)習(xí)測量速度的一種方法 二 新課教學(xué)： 1 、打點計時器的熟悉 展現(xiàn)實物 提出問題 :1 、打點計時器分為幾種 , 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 . 同學(xué)活動 : 看課本 , 觀看試驗儀器 , 四個人一組進行爭論 . 提問同學(xué)并總結(jié) : 1 電磁打點計時器是一種使用溝通電源的計時儀器,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 磁化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中由于

4、振動片的磁極隨著電流方向的轉(zhuǎn)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樣,即為 0.02s 位于振片一端的振針就跟著上下振動起來,這時,假如紙帶運動,振針 就在紙帶上打出一系列小點； 2 電火花計時器：它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計 時儀器；當(dāng)接通 220V 溝通電源,按下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(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, 于是在運動紙帶上就打出一系列點跡；當(dāng)電源頻率為50Hz時,它也是每隔 0.02s 打一次點,即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是 0.02s ；同學(xué)摸索 :1

5、 、電磁打點計時器使用低壓溝通電源工作,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轉(zhuǎn)變來轉(zhuǎn)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樣；如使用 50 Hz的溝通電,打點的時間間隔為002s. 這個值正好是電源頻率的倒數(shù)；2、從原理上考慮,電火花計時器跟電磁打點計時器相比,哪個更好些,誤差可 能會更小 . 答案：電火花計時器可能會更好些, 由于電磁打點計時器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?、練習(xí)使用打點計時器提出問題：1、使用打點計時器,應(yīng)當(dāng)依據(jù)怎么樣的步驟？2、紙帶上的點與小車的位移和時間是如何對應(yīng)的,怎樣將紙帶上的點變

6、成相關(guān) 的數(shù)據(jù) . 同學(xué)活動 : 看課本 , 四個人一組進行爭論 . 提問并總結(jié)：1、使用電火花計時器在紙帶上打點,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 同學(xué)試驗時可采納這一方法 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,所以打出的點跡顏色較重 墨粉盤上面的一條紙帶沒有點跡,可重復(fù)使用 用一條紙帶打點時, 紙帶與打點計 時器之間的

7、摩擦阻力較小,用兩條紙帶打點時摩擦阻力較大不管用哪種方法,打完紙帶后應(yīng)立刻切斷電源2、兩點之間的時間為0.02 秒,n 個點之間的時間為002*（n-1 ）3、用打點計時器測量瞬時速度 提出問題 : 依據(jù)前面所學(xué)的瞬時速度的理論, 引導(dǎo)同學(xué)怎樣運算實際運動中 物體的瞬時速度 . 同學(xué)活動 : 爭論怎樣獵取數(shù)據(jù), 怎樣依據(jù)自己的紙帶運算不同時刻的瞬時速 度并采納列表法有條理的列出；提問總結(jié) : 為了測量打點計時器在打出某個點時紙帶運動的瞬時速度,可以 測量包括該點在內(nèi)的兩點間的平均速度, 用來代替瞬時速度； 這兩點離該點越近,平均速度越接近該點的瞬時速度；然而,兩點距離過小就測量誤差增大,須依據(jù)

8、實際情形選取這兩個點；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動的速度呢 . 2 對描出的點應(yīng)當(dāng)怎么樣進行處理才能得到我們所要的圖 像. 同學(xué)活動 : 四個人一起看書進行爭論 . 提問并總結(jié) :. 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系, 用縱坐標(biāo)表示物體運動的速度,用橫坐標(biāo)表示時間, 依據(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,將點連線后得出的圖象稱為速度一時間圖象v t 圖象 ,簡稱速度圖象同學(xué)摸索 : 百米賽跑時運動員的速度從始至終是不變的嗎 .假如有變化,你估量是怎樣變化的 .某位運動員的百米賽跑的成果是 出他在這段時間的 vt 圖象的草圖 . 105

9、7s,依據(jù)你的估量畫百米賽跑時運動員的速度是有變化的,運動員從靜止開頭,速度很快增大,沖刺階段的速度達到最大； 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動員,到終點時速度仍可能有下降趨勢,t 圖象的外形是不同的；v 三 鞏固練習(xí)1 當(dāng)紙帶與運動物體連接時,打點計時器在紙帶上打出點跡；以下關(guān)于紙帶上點跡的說法中正確選項（） A. 點跡記錄了物體運動的時間B. 點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. 紙帶上點跡的分布情形反映了物體的質(zhì)量和外形D. 紙帶上點跡的分布情形反映了物體的運動情形解析打點計時器每隔肯定的時間（當(dāng)電源頻率為50Hz時,打

10、點的時間間隔為 0.02s ）打下一個點,因而點跡記錄了物體運動的時間,也記錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移；點跡的分布情形反映了物體的運動情形,而不能反映物體的質(zhì)量和外形；正確選項為 A、B、D；2 通過打點計時器得到的一條打點紙帶上,假如點子的分布不勻稱,那么是點子密集的地方紙帶運動速度比較大,大？為什么？仍是點子稀疏的地方紙帶運動速度比較解析打點計時器打點的時間間隔t 保持不變,點子稀疏的地方x 大,從而紙帶的運動速度比較大；3 某次打點計時器在紙帶上依次打出 A、B、C、D、E、F 等一系列的點,測得距離 AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE

11、=48.1mm, AF =62.5mm；通過運算說明在打 A、F 點的時間間隔內(nèi),紙帶是否做勻速直線運動；假如是,就求速度；假如不是,就求平均速度；已知打點時間間隔為 0.02s ；解 析 AB=11.0mm, BC=AC AB=15.5mm, CD=AD AC=13.5mm, DE=AEAD=8.1mm, EF=AFAE=14.4mm, 各段距離不等,說明在打 A、F 點的時間間隔內(nèi),3紙帶不是做勻速直線運動；v AF 62 5. 10 m/s=0.625m/s；t 0 . 02 54 如圖 123 為某次試驗時打出的紙帶,打點計時器每隔 0.02s 打一個點,圖中 O點為第一個點, A、B

12、、C、D為每隔兩點選定的計數(shù)點；依據(jù)圖中標(biāo)出的數(shù)據(jù),打 紙帶的平均速度有多大？打A、D 點時間內(nèi) B點時刻紙帶的瞬時速度有多大？運算的依據(jù)是什么？你能算出打 O、D 點時間內(nèi)紙帶的平均速度嗎？為什 圖 1 23 么？解析AD段的平均速度B 點的瞬時速度vADAD43. 2515.50cm/s=231.25cm/s ；tAD0.0223當(dāng)時間間隔很短時,可以用平均速度代替瞬時速度,故vBAC32. 5015.50cm/s=212.50cm/s ；tAC0.0222無法算出OD段的平均速度,由于不知道 OD段的時間間隔；O、D 間有多少個點,因而不知道5 使用打點計時器時,假如發(fā)覺紙帶上打出的點不清楚,那么可能是什么緣由？如何實行措施？解析 點跡不清的緣由及應(yīng)實行的措施主要有：（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)致打點太輕,可適當(dāng)調(diào)低振針；6 圖 124 是兩個勻速直線運動的位移圖象；哪條直線所表示的運動的速度大 .各是多大？解析 直線比較陡,其斜率大,故直線所表示的運動的速度大；以 v1、v2 分別表示直線、直線所表示的運動的速度,就 v 1 x 1 6 m/s=1m/s, t 1 6v 2 x