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1、实验：用打点计时器测速度 一、概述用打点计时器测速度是普通高中课程标准试验教科书物理必修1中第一章第四节。本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，讲解了两种打点计时器的构造、工作原理和使用方法。本次试验的学习能够使学生养成良好的实验习惯和实验态度，培养学生多想、多看、多动手的能力。二、教学目标1、知识与技能：（1）掌握打点计时器的工作原理及其使用方法。（2）理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位移)，掌握对纸带上记录的原始数据进行处理的能力。（3）明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度一时间图象，能从图象中获取有用的信息。（4）能测定平均速度，画出v-t图象，通
2、过图象来分析物体的运动情况。2、过程与方法：（1）能分析、处理实验过程中出现的问题。（2）能通过画v-t图象处理数据即学会运用数学方法处理物理问题。（3）掌握建立图像的一般规律，了解用图象研究物理问题的方法。（4）掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。3、情感、态度和价值观：（1）感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。（2）经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。（3）体验用图象的方法描述物理现象的乐趣，培养用数学方法处理物理问题的意识及敢于创新和实事求是的科学态
3、度和科学精神。(4）培养合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯。三、学习者特征分析：1、学生是刚进入高一的青少年，思维活跃，有一定的独立思考处理问题的能力。2、学生在初中阶段通过物理基本知识的学习，对物理已经有了初步的了解与认识。3、本节课为高中第一节实验课，经过本次课堂的学习学生对于物理世界会有了一个新的认识和渴望发现。4、学生在将理论与实践相结合的方面仍有所欠缺，需在教学过程中得到加强。四、教学重点、难点及其策略：1、教学重点及其教学策略：重点：打点计时器的使用方法。策略：通过实验探索、观察思考和实际演练来加深理解。2、教学难点及其教学策略
4、：难点：对纸带上记录的原始数据进行处理。测定瞬时速度，画出v-t图象，并通过图象来分析物体的运动情况。策略：采用边讲边做的方式，遇到问题让学生多思考，激发他们探究的热情，并引导学生试着解决这些问题。教师加强示范作用，学生规范训练。五、教学资源多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸六、教学设计教师活动学生活动点评1.引入新课：打点计时器首先是一种计时仪器。提问：中国作为世界四大文明古国之一，发明计时器的历史很悠久。从古至今你知道哪些计时器？日晷是利用阳光投影的计时器，壶漏又称漏壶是用漏水的方法，观测“刻箭”的昼夜计时器。日晷、壶漏、手表、大钟、体育比赛中用
5、的电子计时器、原子钟-通过对文明古国计时史的介绍以及新中国原子钟的发明来增强对祖国的热爱中国虽然在很早就发明了各种计时仪器，走在世界的前列。然而却在世界科技蓬勃发展的清代却没有抓住机遇，没有大的建树，基本是仿造国外的各种计时器。为什么？自大对科学技术不重视没有安定的社会环境对于我们学生来讲就不能骄傲自大，要相信科学技术反对迷信，同时也要珍惜目前良好的社会环境，学好本领，将来为祖国建设贡献自己的力量。下面介绍国外两位与计时器发展有关的重要人物1、 意大利科学家伽利略Galileo 1564-1642（1583年伽利略发现了著名“摆的等时性学说”继而发明了动摆,被用作钟的调节器）2、荷兰物理学家惠
6、更斯 Huygens 1629-1695（1656年惠更斯成功地制作了第一个有摆的钟）介绍伟大科学家，使学生能有伟大的梦想，激发他们对学习的热情。今天我们就来研究一种新的计时器，它就是打点计时器讲授新课1、打点计时器的构造：下面让我们来认识一下打点计时器（用实物投影仪展示两种打点计时器）并对照讲解打点计时器的结构以及各个组成部分的名称。一边听、一边看、一边认、一边想、一些活泼、好动的学生会提出各种问题，教师要及时帮助学生解决认知过程中产生的各种疑问，保护他们对未知知识的追求热情。2、打点计时器的原理打点计时器是怎么工作的呢？展示附图2当线圈通以50赫的交流电时，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹
7、簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场中。由于振动片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，振动片的一端装有打点针，当纸带从针尖下通过时。便打上一系列点。这就是打点计时器的原理。小组讨论，学生代表回答。学生回答、补充。学生回答、补充、纠正。这里可以采用教师边诱导，学生边回答的方式。同学们你们知道：相邻点之间对应的时间为多少？5个间距对应的时间为多少秒？相邻点之间对应的时间为002秒。5个间距对应的时间为010秒。及时表扬回答正确的学生，对于回答有误的学生也要鼓励思考：1、 可不可以用稳恒直流电？为什么？2、 可
8、不可以用100赫的交流电？如果可以那相邻点之间对应的时间为多少？ 不可以，振动片不会上下振动，可以，时间为001秒3、 打点计时器的操作教师边讲解、边操作 安装好复写纸并将打点计时器固定在桌子边缘或铁架台上。将纸带穿过限位孔并从复写纸圆片下穿过。将打点计时器接入50 Hz交流电源，从交流4 V开始，观察振动片振动情况，若振动片振幅较小，再升高电压至6 V。打点计时器工作，待12 s再拖动纸带打出点。观察点迹是否清晰，打完点后，立即关闭电源。学生先认真观察、认真听讲、然后再自己动手操作。肯定会出现：纸带上打不出点或点迹颜色过淡，那可以先请学生自己尝试着解决实验过程中出现的各种问题教师应知：在纸带
9、上打不出点或点迹颜色过淡情况下，纠正的对策大致有三种：1、电源电压较低（4 V）情况下，可适当调高；2、调整复写纸位置或更换复写纸；3、调整打点计时器。振动片没有工作在共振情况下。可拧松螺钉，适当调整振动片位置，紧固后观察振幅，若达到或接近共振状态即可正常工作。如果振动片振动较大仍打不出点，可调整振针的位置，直至打出点为止。若振针向下调节过长，则打点针打点的声音过大，且易出现双点，调节时要仔细，有的学生可能将打点计时器错接到学生电源的直流电源上（非稳压电源），也能在纸带上打出点迹，这是因为直流输出为单向脉动电流，频率为100 Hz，会导致数据处理时发生错误。4、 利用打点计时器测瞬时速度：什么
10、是瞬时速度？如何测瞬时速度？教师讲解：在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度。你认为极短的时间是多少？学生回答、补充。学生回答、补充、纠正（002秒，010秒都可以看成是极短的时间）学生回答调动他们的积极性此关系一定要认真讲解。D、F两点的时间极短，故可以将D、F间的位移S除以时间t ，认为是E点的瞬时速度V学生分别每隔010算出该点的瞬时速度V，并填写在相应的表格内。注意长度测量的误差、有效数字问题如何作v-t图象？学生回答、补充。学生回答、补充、纠正教师要耐心的听、及时表扬教师总结画图步骤：1、画出纵横坐标2、选择合适的单位3、确定合适的最小分度4、对照表格在坐标纸上描出
11、点5、用一条平滑的曲线来“拟合”描出的各点（教师在学生实际演练的过程中要及时巡视，发现问题及时纠正，如果问题具有普遍性那要及时讲评。）学生自己动手按步骤进行实验画好v-t图象及时利用实物投影仪进行交流，并由学生进行点评。画v-t图象时，横轴、纵轴单位长度的确定要根据实验数据的最大值、最小值合理选取，使描绘的图象v-t能充满坐标平面的大部分空间。教师再进行最后点评。本课小结：1、打点计时器的构造2、打点计时器的原理3、打点计时器的操作4、利用打点计时器测瞬时速度：5、 如何作v-t图象？学生回答、补充。学生回答、补充、纠正可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。布置作业1、认真复习利用
12、打点计时器测瞬时速度的各个知识点2、完成实验报告4 实验：用打点计时器测速度1、打点计时器的构造 4、利用打点计时器测瞬时速度2、打点计时器的原理 在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度3、打点计时器的操作 5、如何作v-t图象七、教学总结正如设计思路中所谈到的一样，本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，而且一个是既重要又较难的实验，上好本堂课是很不容易的，请注意以下几个关键点：1、打点计时器的原理及数据处理。2、教师要能熟练处理实验过程中出现的各种问题。（如：打不出点或点迹颜色过淡等）3、如何作好v-t图象？及作图的一般步骤。附表：手拉纸带的速度时间图象实验：用打点计时器测速度距离d/m时间t/s速度v/（ms-1）作图（或粘贴坐标纸）
