2024-2025學(xué)年高中物理 第1章 4 實驗：用打點計時器測速度教案 新人教版必修1

2024-2025學(xué)年高中物理第1章4實驗：用打點計時器測速度教案新人教版必修1科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）2024-2025學(xué)年高中物理第1章4實驗：用打點計時器測速度教案新人教版必修1教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年高中物理新人教版必修1第1章第4節(jié)，主要講述實驗：用打點計時器測速度。本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生通過實驗操作，掌握打點計時器的使用方法，學(xué)會利用打點計時器測量物體運動速度，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和科學(xué)思維。

具體內(nèi)容包括：

1.了解打點計時器的工作原理和基本構(gòu)造；

2.掌握打點計時器的使用方法，包括紙帶的安裝、調(diào)整和數(shù)據(jù)采集；

3.能夠通過紙帶上的打點數(shù)據(jù)分析物體的運動速度；

4.能夠運用所學(xué)的知識解決實際問題，如計算物體的加速度等。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、實驗操作和科學(xué)態(tài)度四個方面。

1.物理觀念：使學(xué)生理解速度的概念，并能夠運用速度公式進(jìn)行簡單的計算，從而建立正確的物理觀念。

2.科學(xué)思維：通過實驗數(shù)據(jù)的分析，培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)思維方法解決物理問題的能力，提高學(xué)生的邏輯思維和分析能力。

3.實驗操作：培養(yǎng)學(xué)生熟練操作打點計時器進(jìn)行實驗的能力，掌握實驗步驟和技巧，提高學(xué)生的實驗操作能力。

4.科學(xué)態(tài)度：在實驗過程中，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真觀察、細(xì)致記錄數(shù)據(jù)的良好科學(xué)態(tài)度，使學(xué)生在面對實驗結(jié)果時能夠保持客觀、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。學(xué)情分析本節(jié)課針對的是高中一年級的學(xué)生，他們已經(jīng)掌握了初中階段的物理知識，對物體運動有一定的理解。但在實驗操作和數(shù)據(jù)處理方面，部分學(xué)生可能還較為薄弱。

在知識、能力方面：大部分學(xué)生已經(jīng)掌握了速度和加速度的基本概念，但對打點計時器的使用和運動物體的實際數(shù)據(jù)處理還不夠熟練。他們具備一定的觀察和思考能力，但在運用物理公式解決實際問題方面有待提高。

在素質(zhì)方面：學(xué)生們的思維活躍，具備一定的創(chuàng)新意識。通過之前的教學(xué)，他們已經(jīng)具備了基本的實驗操作技能，能夠遵循實驗步驟進(jìn)行實驗。

在行為習(xí)慣方面：部分學(xué)生在實驗操作過程中容易產(chǎn)生急躁情緒，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理不準(zhǔn)確；部分學(xué)生在面對復(fù)雜問題時，容易產(chǎn)生畏懼心理，影響了解決問題的效率。

針對以上情況，教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生正確使用打點計時器，培養(yǎng)他們細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度。同時，通過分組討論、互幫互助等方式，提高學(xué)生們的合作意識和團(tuán)隊協(xié)作能力，激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們更好地掌握本節(jié)課的知識。教學(xué)資源1.軟硬件資源：實驗室中的打點計時器、紙帶、測量工具、計算機等。

2.課程平臺：學(xué)校提供的教學(xué)平臺，用于展示PPT、實驗視頻等教學(xué)資料。

3.信息化資源：與本節(jié)課相關(guān)的物理實驗教學(xué)視頻、動畫、PPT等。

4.教學(xué)手段：講授法、實驗法、討論法、問題驅(qū)動法等。教學(xué)實施過程1.課前自主探索

教師活動：

-發(fā)布預(yù)習(xí)任務(wù)：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預(yù)習(xí)資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預(yù)習(xí)目標(biāo)和要求。

-設(shè)計預(yù)習(xí)問題：圍繞“用打點計時器測速度”課題，設(shè)計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。

-監(jiān)控預(yù)習(xí)進(jìn)度：利用平臺功能或?qū)W生反饋，監(jiān)控學(xué)生的預(yù)習(xí)進(jìn)度，確保預(yù)習(xí)效果。

學(xué)生活動：

-自主閱讀預(yù)習(xí)資料：按照預(yù)習(xí)要求，自主閱讀預(yù)習(xí)資料，理解打點計時器的原理和操作方法。

-思考預(yù)習(xí)問題：針對預(yù)習(xí)問題，進(jìn)行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

-提交預(yù)習(xí)成果：將預(yù)習(xí)成果（如筆記、思維導(dǎo)圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

-信息技術(shù)手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預(yù)習(xí)資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

-幫助學(xué)生提前了解實驗?zāi)康?、原理和方法，為課堂學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

-培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

-導(dǎo)入新課：通過實際案例或視頻展示，引出本節(jié)課的實驗課題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

-講解知識點：詳細(xì)講解打點計時器的使用方法、數(shù)據(jù)采集和速度計算公式。

-組織課堂活動：設(shè)計小組討論、實驗操作等活動，讓學(xué)生在實踐中掌握實驗技能。

-解答疑問：針對學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問，進(jìn)行及時解答和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-聽講并思考：認(rèn)真聽講，積極思考老師提出的問題。

-參與課堂活動：積極參與小組討論、實驗等活動，體驗實驗操作和數(shù)據(jù)處理。

-提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學(xué)方法/手段/資源：

-講授法：通過詳細(xì)講解，幫助學(xué)生理解實驗知識點。

-實踐活動法：設(shè)計實踐活動，讓學(xué)生在實踐中掌握實驗技能。

-合作學(xué)習(xí)法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

-幫助學(xué)生深入理解實驗知識點，掌握實驗技能。

-通過實踐活動，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和解決問題的能力。

-通過合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

-布置作業(yè)：根據(jù)本節(jié)課的實驗內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-提供拓展資源：提供與實驗相關(guān)的拓展資源（如相關(guān)論文、實驗指導(dǎo)書等），供學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)。

-反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學(xué)生反饋和指導(dǎo)。

學(xué)生活動：

-完成作業(yè)：認(rèn)真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

-拓展學(xué)習(xí)：利用老師提供的拓展資源，進(jìn)行進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和思考。

-反思總結(jié)：對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)，提出改進(jìn)建議。

教學(xué)方法/手段/資源：

-自主學(xué)習(xí)法：引導(dǎo)學(xué)生自主完成作業(yè)和拓展學(xué)習(xí)。

-反思總結(jié)法：引導(dǎo)學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)過程和成果進(jìn)行反思和總結(jié)。

作用與目的：

-鞏固學(xué)生在課堂上學(xué)到的實驗知識點和技能。

-通過拓展學(xué)習(xí)，拓寬學(xué)生的知識視野和思維方式。

-通過反思總結(jié)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進(jìn)建議，促進(jìn)自我提升。知識點梳理1.打點計時器的工作原理和構(gòu)造

-電磁式打點計時器和電火花式打點計時器的工作原理和區(qū)別

-打點計時器的主要組成部分，如電磁鐵、紙帶、限位器等

-打點計時器的工作電壓、頻率和打點間隔

2.紙帶的安裝和使用

-紙帶的規(guī)格和作用

-紙帶的安裝方法，如如何正確放置和固定紙帶

-如何避免紙帶在運動過程中出現(xiàn)松弛或斷裂

3.運動物體的數(shù)據(jù)采集

-數(shù)據(jù)采集的方法和工具，如直尺、卡尺等

-數(shù)據(jù)采集的注意事項，如如何準(zhǔn)確測量和記錄數(shù)據(jù)

-如何處理和分析采集到的數(shù)據(jù)，如去除誤差較大的數(shù)據(jù)

4.速度和加速度的計算

-速度的定義和計算公式，如平均速度和瞬時速度

-加速度的定義和計算公式，如勻變速直線運動和勻速圓周運動的加速度

-如何利用打點計時器數(shù)據(jù)計算速度和加速度

5.實驗誤差分析和減小方法

-誤差的定義和分類，如系統(tǒng)誤差和隨機誤差

-誤差分析的方法，如誤差傳播定律和誤差合成

-減小誤差的方法，如改進(jìn)實驗裝置、提高測量精度等

6.實驗報告的撰寫

-實驗報告的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，如實驗?zāi)康摹⒃?、裝置、步驟、數(shù)據(jù)、分析和結(jié)論等

-如何清晰、簡潔、有條理地表達(dá)實驗結(jié)果和思考

-實驗報告的書寫規(guī)范和要求，如字體、字號、行間距等

7.實驗安全注意事項

-實驗室的一般安全規(guī)則，如不要觸摸正在運行的設(shè)備、遵守用電規(guī)定等

-打點計時器使用過程中的安全注意事項，如避免觸電、注意紙帶飛出等

-實驗中如何處理突發(fā)情況，如設(shè)備故障、人身傷害等課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測1.課堂小結(jié)

-回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，總結(jié)打點計時器的工作原理、使用方法、數(shù)據(jù)處理和實驗報告撰寫等關(guān)鍵知識點。

-強調(diào)實驗操作中的安全注意事項和誤差減小方法，提醒學(xué)生在實驗過程中注意安全和精確度。

-強調(diào)自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的重要性，鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)深入學(xué)習(xí)和探討。

2.當(dāng)堂檢測

-設(shè)計一系列有關(guān)打點計時器實驗的問題，包括實驗原理、操作步驟、數(shù)據(jù)處理等方面。

-要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)完成檢測，檢測題目的難度要適中，以檢驗學(xué)生對課堂內(nèi)容的掌握程度。

-在檢測過程中，引導(dǎo)學(xué)生運用所學(xué)的知識點，解決實際問題，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

-及時批改學(xué)生的檢測試卷，給予反饋和指導(dǎo)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足并進(jìn)行改進(jìn)。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.打點計時器的工作原理和構(gòu)造

-重點知識點：電磁式打點計時器和電火花式打點計時器的工作原理；打點計時器的主要組成部分；打點計時器的工作電壓、頻率和打點間隔。

-詞句：電磁鐵產(chǎn)生磁場，吸引打點錘向下打點；紙帶記錄物體的運動軌跡；打點間隔與時間成正比。

2.紙帶的安裝和使用

-重點知識點：紙帶的規(guī)格和作用；紙帶的安裝方法；如何避免紙帶在運動過程中出現(xiàn)松弛或斷裂。

-詞句：紙帶應(yīng)平整、無折痕；限位器確保紙帶正確放置；調(diào)整打點計時器，使紙帶保持適當(dāng)張力。

3.運動物體的數(shù)據(jù)采集

-重點知識點：數(shù)據(jù)采集的方法和工具；數(shù)據(jù)采集的注意事項；如何處理和分析采集到的數(shù)據(jù)。

-詞句：使用直尺測量紙帶上的點間距；記錄數(shù)據(jù)時注意單位；去除誤差較大的數(shù)據(jù)，進(jìn)行平均值計算。

4.速度和加速度的計算

-重點知識點：速度的定義和計算公式；加速度的定義和計算公式；如何利用打點計時器數(shù)據(jù)計算速度和加速度。

-詞句：速度是位移與時間的比值；加速度是速度變化與時間的比值；利用公式計算平均速度和瞬時速度。

5.實驗誤差分析和減小方法

-重點知識點：誤差的定義和分類；誤差分析的方法；減小誤差的方法。

-詞句：誤差是測量值與真實值之間的差異；系統(tǒng)誤差可以通過修正消除；隨機誤差可以通過增加測量次數(shù)減小。

6.實驗報告的撰寫

-重點知識點：實驗報告的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容；如何清晰、簡潔、有條理地表達(dá)實驗結(jié)果和思考。

-詞句：實驗報告應(yīng)包含實驗?zāi)康?、原理、裝置、步驟、數(shù)據(jù)、分析和結(jié)論；使用簡潔明了的語言描述實驗結(jié)果。

7.實驗安全注意事項

-重點知識點：實驗室的一般安全規(guī)則；打點計時器使用過程中的安全注意事項；實驗中如何處理突發(fā)情況。

-詞句：遵守實驗室安全規(guī)定，佩戴防護(hù)裝備；避免觸電和紙帶飛出；遇到設(shè)備故障或人身傷害，立即停止實驗，尋求幫助。

板書設(shè)計：

1.打點計時器的工作原理和構(gòu)造

-電磁式打點計時器

-電火花式打點計時器

-主要組成部分：電磁鐵、紙帶、限位器

-工作電壓、頻率和打點間隔

2.紙帶的安裝和使用

-紙帶規(guī)格和作用

-安裝方法：平整、無折痕、限位器確保正確放置

-保持適當(dāng)張力，避免松弛或斷裂

3.運動物體的數(shù)據(jù)采集

-方法：直尺、卡尺等

-注意事項：準(zhǔn)確測量、記錄數(shù)據(jù)、去除誤差較大的數(shù)據(jù)

-數(shù)據(jù)分析：平均值計算

4.速度和加速度的計算

-速度：位移與時間比值

-加速度：速度變化與時間比值

-利用公式計算平均速度和瞬時速度

5.實驗誤差分析和減小方法

-誤差定義：測量值與真實值差異

-分類：系統(tǒng)誤差、隨機誤差

-減小方法：修正、增加測量次數(shù)、提高測量精度

6.實驗報告的撰寫

-結(jié)構(gòu)：目的、原理、裝置、步驟、數(shù)據(jù)、分析、結(jié)論

-表達(dá)：簡潔明了、條理清晰

7.實驗安全注意事項

-遵守安全規(guī)則：佩戴防護(hù)裝備、避免觸電、紙帶飛出

-處理突發(fā)情況：停止實驗、尋求幫助

-安全事項：調(diào)整打點計時器、避免觸電、紙帶飛出課后作業(yè)1.請簡述電磁式打點計時器和電火花式打點計時器的工作原理及其區(qū)別。

2.請說明如何正確安裝和使用紙帶，并描述避免紙帶松弛或斷裂的方法。

3.請列出數(shù)據(jù)采集的方法和工具，并簡要說明數(shù)據(jù)采集的注意事項。

4.請用公式計算下列運動物體的平均速度和瞬時速度：

（1）物體從靜止開始，沿直線運動，經(jīng)過10秒，位移為100米。

（2）物體在水平面上的勻速圓周運動，半徑為5米，線速度為10米/秒，經(jīng)過10秒。

5.請簡述實驗誤差分析和減小方法，并舉例說明。

6.請說明實驗報告的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，并簡要描述如何清晰、簡潔、有條理地表達(dá)實驗結(jié)果和思考。

7.請列舉實驗室的一般安全規(guī)則和打點計時器使用過程中的安全注意事項，并簡述實驗中如何處理突發(fā)情況。

十、補充題型舉例

1.題目：已知打點計時器的頻率為50Hz，物體沿直線運動時，紙帶上相鄰兩點間的距離為1.0cm。求物體在這兩點間的時間和速度。

答案：

時間：相鄰兩點間的距離為1.0cm，根據(jù)公式：時間=距離/打點間隔，得到時間=1.0cm/0.02s=50s。

速度：物體在這兩點間的時間為50s，根據(jù)公式：速度=距離/時間，得到速度=1.0cm/50s=0.002m/s。

2.題目：已知打點計時器的頻率為50Hz，物體沿直線運動時，紙帶上相鄰兩點間的距離為5.0cm。求物體在這兩點間的加速度和時間。

答案：

加速度：相鄰兩點間的距離為5.0cm，根據(jù)公式：加速度=（2×打點間隔）/時間，得到加速度=（2×0.02s）/時間。

時間：物體在這兩點間的時間為25s，根據(jù)公式：時間=距離/打點間隔，得到時間=5.0cm/0.02s=250s。

3.題目：已知打點計時器的頻率為50Hz，物體沿直線運動時，紙帶上相鄰兩點間的距離為2.0cm。求物體在這兩點間的速度和加速度。

答案：

速度：相鄰兩點間的距離為2.0cm，根據(jù)公式：速度=距離/打點間隔，得到速度=2.0cm/0.02s=100m/s。

加速度：物體在這兩點間的時間為10s，根據(jù)公式：加速度=（2×打點間隔）/時間，得到加速度=（2×0.02s）/10s=0.04m/s2。

4.題目：已知打點計時器的頻率為50Hz，物體沿直線運動時，紙帶上相鄰兩點間的距離為3.0cm。求物體在這兩點間的速度和時間。

答案：

速度：相鄰兩點間的距離為3.0cm，根據(jù)公式：速度=距離/打點間隔，得到速度=3.0cm/0.02s=150m/s。

時間：物體在這兩點間的時間為15s，根據(jù)公式：時間=距離/打點間隔，得到時間=3.0cm/0.02s=150s。

5.題目：已知打點計時器的頻率為50Hz，物體沿直線運動時，紙帶上相鄰兩點間的距離為4.0cm。