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1、实验：用打点计时器测速度【教学目的】：(一)知识目的：1、理解两种打点计时器的构造和工作原理。2、会安装并使用打点计时器。3、理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。4、明确速度时间图象的意义，描点法画图象的措施，并画出该实验中的速度时间图象。 (二)能力目的： 1通过学生自己看打点计时器的阐明书，培养学生独立学习的能力 2通过实验得出物体的运动信息，用数学措施表述出来培养学生获取信息、解决信息的能力，体会解决问题的措施，领悟如何间接测某些不能直接测量的物理量的措施 3通过画速度一时间图象培养学生用图象法解决数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用 4体验实验中理性思维的重要，既要动手，更
2、要动脑 (三)德育目的：1、经历实验过程，体验科学实验过程的艰苦与喜悦，并乐于摸索自然界的奥妙。2、培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。【教学重点】：1、打点计时器的使用。2、由纸带计算物体运动的瞬时速度。3、画物体的速度时间图象。【教学难点】：1、对纸带数据的解决。2、画图象的措施。【教学措施】：探究、讲授、讨论【教学用品】：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【教学过程】：（一）引入测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不断变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要拟定它某一时刻的速度是很困难的
3、我们目前只研究直线运动的速度的测量问题今天,我们来学习测量速度的一种措施(二)新课教学： 1、打点计时器的结识(展示实物)提出问题:1、打点计时器分为几种,构造上有什么不同? 2、她们在工作规定上,有什么不同? 3 她们是怎么工作的?学生活动:看课本,观测实验仪器,四个人一组进行讨论.提问学生并总结:1电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4 V6 V当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s打一次点当接通电源时，线圈产生的交变磁场使振动片(由弹簧钢制成)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变化面不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下
4、振动，其振动周期与线圈中的电流变化局期一致，即为0.02s位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。 2电火花计时器：它是运用火花放电在纸带上打出小孔而显示点迹的计时仪器。当接通220V交流电源，按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经接正极的放电针、墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在运动纸带上就打出一系列点迹。当电源频率为50Hz时，它也是每隔0.02s打一次点，即打出的纸带上每相邻两点间的时间间隔也是0.02s。学生思考:1、电磁打点计时器使用低压交流电源工作，人们想一想能不能使用直流电源，为什么?答案:工作原理中是靠电流方向的变
5、化来变化磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50 Hz的交流电，打点的时间间隔为002s.这个值正好是电源频率的倒数。2、从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差也许会更小?答案：电火花计时器也许会更好些，由于电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些2、练习使用打点计时器 提出问题： 1、使用打点计时器，应当按照怎么样的环节？2、纸带上的点与小车的位移和时间是如何相应的，如何将纸带上的点变成有关的数据?学生活动:看课本 ,四个人一组进行讨论.提问并总结：1、使用电火花计时器在纸带上打点，安装纸带的措施有两种，一种
6、是用一条纸带从墨粉盘下穿过，打点时墨粉盘不随纸带转动，电火花只将墨粉盘上某一位置的墨粉蒸发到纸带上，打出的点迹颜色较淡，打过一条纸带后要将墨粉盘转一角度再打另一条纸带学生实验时可采用这一措施另一种是用两条纸带，将墨粉盘夹在中间，拖动纸带时由于两条纸带的摩擦作用，墨粉盘会随纸带转动，电火花将墨粉盘上不同位置的墨粉蒸发到纸带上，因此打出的点迹颜色较重墨粉盘上面的一条纸带没有点迹，可反复使用用一条纸带打点时，纸带与打点计时器之间的摩擦阻力较小，用两条纸带打点时摩擦阻力较大不管用哪种措施，打完纸带后应立即切断电源2、两点之间的时间为0.02秒，n个点之间的时间为002*（n-1）3、用打点计时器测量瞬
7、时速度提出问题: 根据前面所学的瞬时速度的理论，引导学生如何计算实际运动中物体的瞬时速度?学生活动: 讨论如何获取数据，如何根据自己的纸带计算不同步刻的瞬时速度并采用列表法有条理的列出。提问总结: 为了测量打点计时器在打出某个点时纸带运动的瞬时速度，可以测量涉及该点在内的两点间的平均速度，用来替代瞬时速度。这两点离该点越近，平均速度越接近该点的瞬时速度。然而，两点距离过小则测量误差增大，须根据实际状况选用这两个点。胜一筹 4、用图象表达速度 提出问题:1那么如何用图象来表达物体运动的速度呢? 2 对描出的点应当怎么样进行解决才干得到我们所要的图像? 学生活动:四个人一起看书进行讨论. 提问并总
8、结:.在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表达物体运动的速度，用横坐标表达时间，根据表中各时刻的速度将(v，t)作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度一时间图象(vt图象)，简称速度图象 学生思考: 百米赛跑时运动员的速度从始至终是不变的吗?如果有变化，你估计是如何变化的?某位运动员的百米赛跑的成绩是1057s，按照你的估计画出她在这段时间的vt图象的草图.百米赛跑时运动员的速度是有变化的，运动员从静止开始，速度不久增大，冲刺阶段的速度达到最大。没有受过训练的同窗跑百米，她在起始阶段速度增大的过程要长些，最大速度也比但是运动员，到终点时速度还也许有下降趋势，vt图象的形状是不同的
9、。(三)巩固练习1 当纸带与运动物体连接时，打点计时器在纸带上打出点迹。下列有关纸带上点迹的说法中对的的是（ ） A. 点迹记录了物体运动的时间B. 点迹记录了物体在不同步刻的位置和某段时间内的位移C. 纸带上点迹的分布状况反映了物体的质量和形状D. 纸带上点迹的分布状况反映了物体的运动状况解析 打点计时器每隔一定的时间（当电源频率为50Hz时，打点的时间间隔为0.02s）打下一种点，因而点迹记录了物体运动的时间，也记录了物体在不同步刻的位置和某段时间内的位移；点迹的分布状况反映了物体的运动状况，而不能反映物体的质量和形状。对的选项为A、B、D。2 通过打点计时器得到的一条打点纸带上，如果点子
10、的分布不均匀，那么是点子密集的地方纸带运动速度比较大，还是点子稀疏的地方纸带运动速度比较大？为什么？解析 打点计时器打点的时间间隔t保持不变，点子稀疏的地方x大，从而纸带的运动速度比较大。3 某次打点计时器在纸带上依次打出A、B、C、D、E、F等一系列的点，测得距离AB=11.0mm, AC=26.5mm, AD=40.0mm, AE=48.1mm, AF=62.5mm。通过计算阐明在打A、F点的时间间隔内，纸带与否做匀速直线运动。如果是，则求速度；如果不是，则求平均速度。已知打点时间间隔为0.02s。解析 AB=11.0mm, BC=ACAB=15.5mm, CD=ADAC=13.5mm,
11、DE=AEAD=8.1mm, EF=AFAE=14.4mm, 各段距离不等，阐明在打A、F点的时间间隔内，纸带不是做匀速直线运动。m/s=0.625m/s。图1234 如图123为某次实验时打出的纸带，打点计时器每隔0.02s打一种点，图中O点为第一种点，A、B、C、D为每隔两点选定的计数点。根据图中标出的数据，打A、D点时间内纸带的平均速度有多大？打B点时刻纸带的瞬时速度有多大？计算的根据是什么？你能算出打O、D点时间内纸带的平均速度吗？为什么？解析 AD段的平均速度cm/s=231.25cm/s。当时间间隔很短时，可以用平均速度替代瞬时速度，故B点的瞬时速度cm/s=212.50cm/s。
12、无法算出OD段的平均速度，由于不懂得O、D间有多少个点，因而不懂得OD段的时间间隔。5 使用打点计时器时，如果发现纸带上打出的点不清晰，那么也许是什么因素？如何采用措施？ 解析 点迹不清的因素及应采用的措施重要有：（1）复写纸使用过久，可调节复写纸位置，或更换复写纸；（2）电源电压过低，导致打点太轻，可合适提高电源电压；（3）振针位置偏高，同样会导致打点太轻，可合适调低振针。6 图124是两个匀速直线运动的位移图象。哪条直线所示的运动的速度大?各是多大？解析 直线比较陡，其斜率大，故直线所示的运动的速度大。以v1、v2分别表达直线、直线所示的运动的速度，则m/s=1m/s, m/s=2m/s。(四)小结：略 (五)作业：课本第2,3,4题 (六)板书设计：1.4 实验：用打点计时器测速度1电磁打点计时器：靠电磁感应带动探针振动通过复写纸打点2电火花计时器：靠产生电火花放电蒸发墨粉打点3计时器的使用：注童使用措施和领悟注童事项4测量瞬时速度：用涉及某点在内的一段时间内的平均建度粗略表达该点的瞬时速度5速度时间图象：以时间为横轴，速度为纵轴，描点连线作图象
《实验：用打点计时器测速度》教案设计
