《高一物理教案《實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》 人教版必修1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高一物理教案《實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》 人教版必修1（4頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

111 一、內(nèi)容及解析 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，工作電壓為4 V～6 V．當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn)．通電以前，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫紙片壓在紙帶的上面．當(dāng)接通電源時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動(dòng)片(由彈簧鋼制成)磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場中．由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化周期一致，即為0.02s．位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來，這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn) 二、教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理,理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息(時(shí)間和位移) 2.會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,理解利用紙帶測量速度的原理并會(huì)測量瞬時(shí)速度 3. 明確速度---時(shí)間圖象的物理意義,描點(diǎn)法畫圖象的方法,并畫出該實(shí)驗(yàn)的速度---時(shí)間圖象 過程與方法 1. 通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)信息,用數(shù)學(xué)的方法表述出來.培養(yǎng)學(xué)生獲取信息處理信息的能力,體會(huì)處理問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測量一些不能直接測量的物理量的方法。 3.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要,即要?jiǎng)邮?又要?jiǎng)幽X 情感態(tài)度價(jià)值觀 1.感受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的巧妙設(shè)計(jì)思路,體會(huì)物理原理在解決實(shí)際問題中的指導(dǎo)作用,增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際生活的意識(shí) 2.體驗(yàn)用圖象方法描述物理現(xiàn)象的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問題的意識(shí) [教學(xué)重點(diǎn)] 1.學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 2.能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度 3.會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度---時(shí)間圖象,并從中獲取物理信息 [教學(xué)難點(diǎn)] 處理紙帶的方法,用描點(diǎn)法畫圖象的能力 [教具準(zhǔn)備] 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器, 學(xué)生電源, 導(dǎo)線, 紙帶, 刻度尺, 小車細(xì)線及鉤碼, 坐標(biāo)紙 三、教學(xué)過程 （一）、基本教學(xué)流程 注童事項(xiàng) 與學(xué)生交流討論 介紹打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)原理 實(shí)驗(yàn)原理講解 （二）教學(xué)情景 1 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),個(gè)部分的名稱,工作原理及使用方法. 師:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電的計(jì)時(shí)儀器.工作電壓為4—6V.當(dāng)電源頻率為50Hz時(shí), 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).通電前把紙帶穿過限位孔并壓在復(fù)寫紙的下面.通電時(shí),線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動(dòng)片磁化,振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場中,由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的作用下,振動(dòng)片將上下振動(dòng).其振動(dòng)周期與線圈中交流電的周期一致,即為0.02s.如果紙帶運(yùn)動(dòng)振動(dòng)片一端的振針就會(huì)在紙帶上打出一系列的點(diǎn). 思考:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用低壓交流電源工作,能不能用直流電源呢,為什么? 師:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理是靠交流電的方向改變來改變電磁鐵的磁極方向,從而使振動(dòng)片上下振動(dòng)的,且振動(dòng)片的頻率與交流電的頻率一致.若使用50Hz的交流電打點(diǎn)周期正好是頻率的倒數(shù)為0.02s.若使用直流電振動(dòng)片將無法振動(dòng), 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器將打不出點(diǎn)! 2 電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的介紹 布置學(xué)生閱讀打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書:明確打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu),個(gè)部分的名稱,工作原理及使用方法. 師:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用.與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不同的是:電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作電壓是220V的交流電.使用時(shí)將電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)就可以了.點(diǎn)火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器用墨粉和電火花打點(diǎn).墨粉盤夾在兩條紙帶之間,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫電火花,高溫電火花可以使墨粉汽化在紙帶上.當(dāng)輸入交流電的頻率是50Hz時(shí),電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器也每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn).實(shí)驗(yàn)是紙帶的兩面可以重復(fù)使用,注意降低實(shí)驗(yàn)成本. 思考1:從原理上講兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器哪種誤差更小,為什么? 學(xué)生討論: 師:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用時(shí)阻力較大:阻力包括振針和紙帶間的摩擦以及限位孔和紙帶間的摩擦.而電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在使用過程中阻力極小,這極小的阻力來自紙帶運(yùn)動(dòng)的本身而不是打點(diǎn)時(shí)產(chǎn)生的,因而系統(tǒng)誤差較小.同時(shí)電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器操作簡易,安全可靠. 思考2: 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息? 生:時(shí)間(時(shí)間間隔)和位移 3、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示:教師指導(dǎo)學(xué)生練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并引導(dǎo)學(xué)生思考下列問題: 問題1. 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶? 師:將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上,推動(dòng)調(diào)節(jié)片可以調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置.將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過即可. 問題2. 振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能有哪些情況?怎樣調(diào)節(jié)? 師: 1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了 2.可能是振動(dòng)片的振動(dòng)幅度太小了,可以調(diào)節(jié)振動(dòng)片的位置 3.可檢查壓紙框的位置是否升高而阻礙了振動(dòng)片使振針打不到紙帶上,可將壓紙框向下調(diào)節(jié)到原來的位置 4.可能是振針的位置太高,調(diào)節(jié)振針直到能打出點(diǎn)為止 5.可能是選擇的4—6V的電壓太低,可適當(dāng)調(diào)高電壓,但不得超過10V 問題3.為什么要先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先工作1—2s再松手打紙帶?可不可以先松手再打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源? 師: 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打開電源后要經(jīng)過一個(gè)短暫的時(shí)間才能穩(wěn)定工作,所以應(yīng)先打開電源讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作1—2s后才能松手打紙帶.這樣做可以減小誤差 問題4. 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打完點(diǎn)后要及時(shí)關(guān)閉電源,這樣做有什么好處? 師:因?yàn)榇螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器是按照間歇性工作設(shè)計(jì)的,長期工作會(huì)導(dǎo)致線圈發(fā)熱而損壞 問題5.處理紙帶時(shí)從某個(gè)能看清楚的點(diǎn)開始,往后數(shù)出n個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)該怎樣確定? 師:每2個(gè)相鄰的點(diǎn)之間的時(shí)間間隔是0.02s,n個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為(n-1)倍的0.02s 問題6.怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度? 師:測出兩個(gè)點(diǎn)的距離 ,數(shù)出兩個(gè)點(diǎn)之間有n段時(shí)間間隔,則再用公式即可計(jì)算出平均速度 4、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度 思想方法:用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度來粗略的代替這段時(shí)間內(nèi)的某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.所取的時(shí)間間隔越接近該點(diǎn)計(jì)算出的瞬時(shí)速度就越精確. 如圖:要計(jì)算E點(diǎn)的瞬時(shí)速度可以用D---E的平均速度來替代,也可以用E—F的平均速度來替代,還可以用D—F的平均速度來替代.這三種方法中D—F包含E點(diǎn)切比較靠近E點(diǎn),所以用D—F的平均速度來替代E點(diǎn)的瞬時(shí)速度是最精確的! 可以用同樣的方法計(jì)算出圖中各點(diǎn)的瞬時(shí)速度填入課本24頁的表2中,從表中列出的點(diǎn)我們可以粗略的了解紙帶的運(yùn)動(dòng)情況. 5、 用圖象表示速度 在表2中我們只能粗略得知紙帶在有些間斷的點(diǎn)的速度.要想直觀地知道紙帶的速度變化規(guī)律我們還要借助于圖象怎樣用圖象來表示物體的運(yùn)動(dòng)速度呢? 學(xué)生討論: 師總結(jié):在坐標(biāo)紙上建立直角坐標(biāo)系,用縱坐標(biāo)表示物體的運(yùn)動(dòng)速度,用橫坐標(biāo)表示時(shí)間,根據(jù)表2中各個(gè)時(shí)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---時(shí)間圖象(v---t圖象),簡稱速度圖象. 學(xué)生實(shí)際操作: 思考:我們從根據(jù)實(shí)際測量數(shù)據(jù)所描出的點(diǎn)的走向可以大致看出紙帶的速度變化規(guī)律.在把點(diǎn)連成線的時(shí)候我們是用折線來連還是用光滑的曲線來連呢? 學(xué)生討論: 師:我們所得到的圖象要根據(jù)具體的運(yùn)動(dòng)情況先作猜想，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)判斷圖象的特征是直線還是曲線。速度的變化應(yīng)該是比較平滑的,所以,如果用一條平滑的曲線來”擬合”這些點(diǎn)應(yīng)該更符合實(shí)際情況. 小結(jié)： 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器都是記錄物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器. v—t圖象:表示做運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律. 6、注童事項(xiàng) 1．紙帶打完后及時(shí)斷開電源。 3．應(yīng)區(qū)別計(jì)時(shí)器打出的軌跡點(diǎn)與人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)，通常每隔4個(gè)軌跡點(diǎn)選1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，選取的記數(shù)點(diǎn)不少于6個(gè)。 4．不要分段測量各段位移，可統(tǒng)一量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到計(jì)數(shù)起點(diǎn)0之間的距離，讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位。 5．應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，后釋放紙帶 六、課堂訓(xùn)練 1、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示，為一條記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s。 (1)根據(jù)_________________計(jì)算各點(diǎn)瞬時(shí)速度，則 VA=_______m/s，VB=________m/s，Vc=_______m/sVD=_______m/s，VE=______m/s。 （2）在如圖所示坐標(biāo)中作出小車的速度時(shí)間圖線，并根 據(jù)圖線求出a=_______。將圖線延長與縱軸相交，交點(diǎn)的 速度是_______.此速度的物理意義是__________。 B A 7.5cm 27.6cm 60.3cm 105.6cm C D E 2、在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，如圖 所示為一次記錄小車運(yùn)動(dòng)情況的紙帶。圖中 A、B、C、D、E為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還 有4個(gè)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出），計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí) 速度υB= m/s，υA= m/s； 111