高一物理 1.4《試驗：用打點計時器測速度》教案

1111.4試驗：用打點計時器測速度重點：學會使用打點計時器。能根據(jù)紙帶計算物體運動的瞬時速度。會用描點法描繪物體的速度-時間圖象，并從中獲取物理信息難點：處理紙帶的方法，用描點法畫圖象的能力三維目標知識與技能：了解電磁打點計時器和電火花計時器的構造、差異及功能能夠閱讀產(chǎn)品說明書，掌握打點計時器的使用方法。初步學會從紙帶上獲取時間和位移等實驗數(shù)據(jù)信息進行處理，測定物體的速度學會建立物體運動的vt圖象。過程與方法：通過實驗探究過程，了解物理學的研究方法，培養(yǎng)學生信息收集和處理能力，分析、解決問題和交流、合作能力。初步了解用圖象描述和研究物理過程的方法，體會數(shù)學在物理知識中和應用情感態(tài)度與價值觀：在實驗活動中，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的科學精神。在探討問題的過程中，鼓勵學生主動與他人合作，交流思想，感受團隊精神體驗探索的樂趣教學手段：實驗演示和多媒體課件（ppt和flash）、視頻預習學案： 完成時間（ ）分鐘1、.電磁打點計時器和電火花打點計時器都是使用 電源的 儀器，電磁打點計時器的工作電壓是 ，電火花打點計時器的工作電壓是 .當電源頻率是50 Hz時，它每隔 s打一次點.使用電磁打點計時器時，紙帶應穿過 ，復寫紙片應套在 上，并要放在紙帶的 面；打點時應 接通電源， 釋放紙帶.2、電火花打點計時器與電磁打點計時器有何相同？有何不同?答：相同點： 不同點： 預習思考： 完成時間（ ）分鐘1、打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,根據(jù)打點計時器打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是（ ）A時間間隔 B位移 C瞬時速度 D平均速度2、一學生在練習使用電磁打點計時器時，紙帶上打出的不是點，而是一些短線，這可能是因為（ ）A打點計時器錯接在直流電源上 B電源電壓不穩(wěn)定 C電源的頻率不穩(wěn)定 D振針壓得過緊3、針對第2題出現(xiàn)的問題，應如何調(diào)節(jié)（ ）降低電源的頻率 提高電源的電壓 降低電源的電壓 縮短振針的長度A B C D4、下圖為用一大點計時器打出的4條紙帶，其中平均速度最大的是（打點時間間隔均相同為0.02s）（ ）5、怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度？如圖用S和t分別表示紙帶AB和CD的平均速度?！窘虒W過程】一、打點計時器1打點計時器的引入問：同學們能說一下你知道有哪些計時儀器嗎？學生回答，相互補充。肯定學生的回答，同時指出人類對計時的研究經(jīng)過了漫長的過程。進行情感態(tài)度價值觀的教育。展示：古代日晷、漏滴、手表（鐘表）、秒表、原子鐘、視頻片段007用脈波，結合對車速的估計和身體傾斜方向估測被綁架后方位，滲透打點計時器的原理。7000多年前人類發(fā)明日晷，約5000多年前，古希臘人發(fā)明最早的計時工具滴漏。公元前1500年，中國人修改這個裝置，使它變成了水漏的形狀。到了13世紀末，意大利米蘭的工程師率先在一個塔樓里建造了世界上最早的機械打鐘。1656年，荷蘭物理學家惠更斯造出了世界上第一個有擺的鐘（很精確）。1820年，瑞士研制出第一個可將秒分離出來、又可隨時停下來的鐘。而世界上最早的手表是于1790年在日內(nèi)瓦制成的，但是并不完整，直到1902年，第一只機械手表才終于問世，1946年美國物理學家利比首創(chuàng)了原子鐘的原理。兩年之后，在華盛頓國家標準局誕生了第一臺原子鐘。原子鐘靠計算銫原子或者氨原子的天然振動來計時，準確性相當高，300年中的誤差不到1秒。也許我們目前還不能預見到今后計時工具的發(fā)展狀況，就象從前的人類想象不到原子鐘一樣。但我們可以肯定地說，隨著人類的進步，計時工具也一定會不斷革新發(fā)展，因為不論到什么時候，人類都需要了解時間，需要了解時間的流逝。我這有兩個秒表，請三位同學上來共同做一個實驗測平均速度，一個同學用手握隹直尺自由落體（短時間），另兩位同學分別用秒表計時，計算平均速度對比展示。問：誰能說一下造成結果差別很大的原因是什么？同學回答總結：精確度小，人反應有快慢。為了解決這個問題，我們引入一個新的計時儀器打點計時器。板書：一、打點計時器2原理及構造（動畫演示）從初中學生熟悉的電磁鐵介紹其工作原理。打點計時器是一種使用交流電源的計時器1.電磁打點計時器的工作電壓為4 V6 V，電火花打點計時器工作電壓是220 V.2.當電源頻率是50 Hz時，每隔0.02 s打一次點.3.兩種打點計時器的構造、原理和工作電壓不同.4.兩種計時器的打點間隔都是0.02 s，因此打在紙上的帶，記錄了紙帶運動的時間，如果把紙帶跟運動的物體連接在一起，紙帶上的點就相應地表示出運動物體在不同時刻的位置.研究紙帶上的點子之間的間隔，就可以了解運動物體在不同時間里發(fā)生的位移，從而了解物體的運動情況.板書：二、練習使用打點計時器3打點計時器的使用學生分組實驗，指導學生實驗，同時分別選幾條無點、點密、不在一直線上等有代表性的紙帶，用展臺展示。問：造成這些情況的原因可能是哪些？學生思考討論總結回答。問：紙帶都記錄和反映了什么信息？學生回答老師總結：記錄運動的時間和相應位移，反映物體的運動的快慢。問：你能總結一下使用打點計時器應注意哪些事項嗎？學生回答、相互補充總結：低壓交流電源、紙帶和復寫紙的順序等。問：我們能否根據(jù)紙帶求出物體運動的速度？試計算。板書：三、用打點計時器測量瞬時速度二、平均速度和瞬時速度問：同學們計算出的速度是平均速度還是瞬時速度？能否計算打某點的瞬時速度？結合以下三個提示理解平均速度和瞬時速度的關系：A勻速運動中平均速度和瞬時速度相等。B盆中的水面是平的而海平面是彎曲的。C教材第二十一頁紙帶上的文字說明問：你是怎樣理解平均速度和瞬時速度關系的？學生回答，老師進一步解釋極限思想（例如可認為人的身高在一天內(nèi)是不變的），滲透學習物理模型的意義。問：請同學們根據(jù)你的理解，求出連續(xù)5個點的瞬時速度，填入表格中。實驗目的：1.練習使用電火花計時器或電磁打點計時器.2.利用打上點的紙帶研究物體的運動情況.實驗器材：電火花計時器或電磁打點計時器，紙帶、刻度尺、導線、學生電源. 實驗步驟：（1）把電火花計時器固定在桌子上，檢查墨粉紙盤是否已經(jīng)正確地套在紙盤軸上，檢查兩條白紙帶是否已經(jīng)正確地穿好，黑粉紙盤是否夾在兩條紙帶之間.（2）把計時器上的電源插頭插在220 V的交流電源上.（3）按下脈沖輸出開關，用手水平地拉動兩條紙帶，紙帶上就打上一列小點.（4）取下紙帶，從能看得清的某個點開始，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個點.如果共有幾個點，點子的間隔數(shù)則為（n-1）個，用t=0.02 s(n-1)就可計算出紙帶的運動時間.（5）用刻度尺測量一下，打下這些點時，紙帶通過的距離s有多長.（6）利用公式錯誤！未找到引用源。=s/t計算出紙帶在這段時間內(nèi)的平均速度，把測量和計算的結果填入表中.時刻速度錯誤！未找到引用源。板書：四、用圖像表示速度三、vt圖像如果我們以縱軸代表速度，橫軸為時間，請同學們將表格中的數(shù)據(jù)填入坐標紙上，參照教材第二十二頁第二段，處理這些點。問：同學們能從vt圖像得到哪些信息？學生討論總結：能直觀反映物體運動速度與時間的變化關系，能反映物體運動的方向。讓學生體會圖象在反映兩物理量時的直觀性。漸漸培養(yǎng)學生從圖象獲取信息的能力。教師怎樣盡量減少實驗過程中的誤差？為了減少誤差：1.電火花計時器工作時，紙帶運動時受到的阻力小.就優(yōu)先選用.2.使用電磁打點計時器，盡量減少紙帶與限位孔的摩擦.三、小結本節(jié)課學習使用一種新的計時儀器，要理解打點計時器的結構和使用方法，并學會使用打點計時器.四、作業(yè)1.完成實驗報告2.學案上的同步練習例題剖析 【例1】電磁打點計時器是一種用 電源的計時儀器，它的工作電壓是 V，當電源頻率是50Hz時，它每隔 s打一次點。使用打點計時器時，紙帶穿過 ，復寫紙應套在 上，并要放在紙帶的 面；應把 電源用導線接在 上；打點時應先 ，再讓紙帶運動。【跟蹤訓練1】在使用電磁打點計時器時，下列說法正確的是（ ）A每打完一列點就要切斷電源 B不要移動圓形復寫紙片的位置 C紙帶一定要從兩限位孔穿過，并且壓在復寫紙下面 D應先接通電源，再使紙帶運動【例2】下圖是某同學用打點計時器研究某物體運動規(guī)律時得到的一段紙帶，根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，計算物體在AB段、BC段、CD段和DE段的平均速度大小，判斷物體運動的性質。（先加速再勻速運動）【跟蹤訓練2】打點計時器所用電源的頻率為50Hz，某此試驗中得到一條紙帶，如圖所示，紙帶A、C間的平均速度為 m/s，在A、D間的平均速度為 m/s，B點的瞬時速度更接近于 m/s。同步練習 姓名： 班級： 完成評價： (A、B、C)完成時間（ ）分鐘 制作人：李啟明1、打點計時器振針打點的周期，決定于（ ）A交流電壓的高低 B交流電的頻率 C永久磁鐵的磁性強弱 D振針與復寫紙的距離2、接通電源與釋放紙帶(或物體)，這兩個操作時刻的關系應當是（ ）A.先接通電源，后釋放紙帶B.先釋放紙帶，后接通電源C.釋放紙帶的同時接通電源D.先接通電源或先釋放紙帶都可以3、關于打點計時器打出的紙帶,下列說法正確的是（ ）A.點跡均勻,說明紙帶做勻速直線運動B.點跡變稀,說明紙帶做加速運動C.點跡變密,說明紙帶做加速運動D.相鄰兩點之間的時間間隔相等4、運動小車拖動紙帶通過打點計時器后,在紙帶上留下的點中有6個連續(xù)清晰的點,測出這6個點間的距離為18cm,則（ ）A小車運動的平均速度為了0.03m/s B. 小車運動的平均速度為了1.5m/sC小車運動的平均速度為了1.8m/s D. 小車運動的平均速度為了3.6m/s5、在一次實驗中，如果某同學不知道實驗所使用的交流電源的實際頻率已超過50Hz，那么他計算出來的平均速度值與真實值相比較是（ ）A偏大 B.偏小 C.相等 D.無法確定6、一學生在練習使用電磁打點計時器時，紙帶上打出的不是圓點，而是一些短線，這可能是因為（ ）A.打點計時器錯接在直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)定C.打點計時器使用的電壓過高D.振針到復寫紙片的距離太小7、當紙帶與運動物體連接時，打點計時器在紙帶上打出點痕，下列關于紙帶上的點痕的說法中，正確的是( ) A點痕紀錄了運動的時間B點痕紀錄了物體在不同時刻的位置和某段時間內(nèi)的位移 C點痕在紙帶上的分布情況，反映了物體的質量和形狀 D點痕在紙帶上的分布情況，反映了物體的運動情況8、練習使用電磁打點計時器的實驗步驟如下：A把打點計時器固定在沒有定滑輪的一端的長板上，把復寫紙?zhí)自诙ㄎ惠S上，讓連接小車的紙帶穿過限位孔，并壓在復寫紙下面B把打點計時器接在6v以下的直流電源上 C拉動紙帶后，再接通電源 D取下紙帶，以紙帶上起始點為O，依次在每個點上標出1,2,3，用刻度尺分別量出兩點間的距離，比較是否相等，判斷是什么性質的運動 試糾正上面三處錯誤的地方。9、一打點計時器所用電源是50Hz。如圖所示，紙帶上的A點先通過計時器，A、B間歷時 s,位移為 m，這段時間內(nèi)紙帶運動的平均速度是 m/s，BC段平均速度是 m/s，AD段平均速度是 m/s。111