實(shí)驗(yàn)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教學(xué)設(shè)計(jì)教案

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、位移)．2．會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理并測(cè)量瞬時(shí)速度．3．明確速度一時(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)中的速度一時(shí)間圖象，能從圖象中獲取有用的信息．過(guò)程與方法1．通過(guò)學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力．2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息，用數(shù)學(xué)方法表述出來(lái)．培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會(huì)處理問(wèn)題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法．3．通過(guò)畫速度一時(shí)間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用．4．體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，既要?jiǎng)邮?，更要?jiǎng)幽X．5．經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體運(yùn)動(dòng)．情感態(tài)度與價(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(wèn)題中的指導(dǎo)作用，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際的意識(shí)．2．經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，并樂(lè)于探索自然界的奧妙．3．體驗(yàn)用圖象的方法描述物理現(xiàn)象的樂(lè)趣．培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題的意識(shí)．培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神．4．培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的精神，有將自己的見解與他人交流的愿望，養(yǎng)成在合作中既堅(jiān)持原則又尊重他人的習(xí)慣．教學(xué)重難點(diǎn)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)法描繪物體的速度一時(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．教學(xué)工具多媒體、板書教學(xué)過(guò)程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)和工作原理，并學(xué)會(huì)安裝和使用．2．理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理，學(xué)會(huì)粗略測(cè)量瞬時(shí)速度．3．理解速度—時(shí)間圖象的意義，掌握描點(diǎn)法畫圖象的方法．二、實(shí)驗(yàn)原理1．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的原理及使用2.跟運(yùn)動(dòng)物體連在一起的紙帶上打出的點(diǎn)記錄了物體在不同時(shí)刻的位置，用刻度尺測(cè)出兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移Δx，打兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間可用Δt＝(n－1)×求得，則平均速度＝Δt(Δx)，當(dāng)Δt很短時(shí)，可以認(rèn)為Δt(Δx)為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度．三、實(shí)驗(yàn)器材電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(或電火花計(jì)時(shí)器)、學(xué)生電源(電火花計(jì)時(shí)器使用220

V交流電源)、刻度尺、紙帶、復(fù)寫紙、導(dǎo)線、坐標(biāo)紙．四、實(shí)驗(yàn)步驟1．了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)，然后把它固定在桌子上．2．把電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的兩個(gè)接線柱用導(dǎo)線與6

V的低壓交流電源的接線柱相連接，讓紙帶穿過(guò)兩個(gè)限位孔，壓在復(fù)寫紙的下面．3．接通電源，用手水平地拉動(dòng)紙帶，紙帶上就打出一行小點(diǎn)，隨后立即關(guān)閉電源．4．取下紙帶，從能看得清的某個(gè)點(diǎn)數(shù)起，數(shù)一數(shù)紙帶上共有多少個(gè)點(diǎn)．如果共有n個(gè)點(diǎn)，則用Δt＝×(n－1)s計(jì)算出紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間Δt.5．用刻度尺測(cè)量一下打下這些點(diǎn)紙帶通過(guò)的距離Δx，利用公式＝Δt(Δx)計(jì)算紙帶在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度．把測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果填入表中．五、數(shù)據(jù)處理1．用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)量瞬時(shí)速度（1）選取一條點(diǎn)跡清晰便于分析的紙帶．（2）從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝5×

s＝

s．在紙帶上用O、A、B、C、D…標(biāo)出這些“計(jì)數(shù)點(diǎn)”，如圖所示．依次測(cè)出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4…（3）A、B、C、D…各點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別為：2．用圖象表示速度

用橫軸表示時(shí)間t，縱軸表示速度v，建立直角坐標(biāo)系．根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后用平滑的曲線把這些點(diǎn)連接起來(lái)，即得到如圖所示的v－t圖象.

六、誤差分析1．利用平均速度來(lái)代替計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度自身會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)誤差．為減小誤差，應(yīng)取以計(jì)數(shù)點(diǎn)為中心的較小位移Δx來(lái)求平均速度．2．若采用分段測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的位移x，會(huì)使測(cè)量誤差增大．減小此誤差的方法是一次測(cè)量完成，即一次測(cè)出各計(jì)數(shù)點(diǎn)到起始計(jì)數(shù)點(diǎn)O的距離，再分別計(jì)算出各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．七、注意事項(xiàng)1．如果在紙帶上數(shù)出了n個(gè)點(diǎn)，那么，它們的間隔數(shù)是(n－1)個(gè)，它們的時(shí)間間隔為(n－1)×

s.2．使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)，應(yīng)先接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)穩(wěn)定后，再拉動(dòng)紙帶．3．手拉動(dòng)紙帶時(shí)速度應(yīng)快一些，以防點(diǎn)跡太密集．4．使用電火花計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)注意把紙帶正確穿好，墨粉紙盤位于紙帶上方，使用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí)，應(yīng)讓紙帶穿過(guò)限位孔，壓在復(fù)寫紙下面．5．為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，計(jì)數(shù)點(diǎn)要每隔T＝

s選一個(gè)，即每隔四個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，而計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，Δx、Δt應(yīng)取此計(jì)數(shù)點(diǎn)前、后兩個(gè)點(diǎn)之間的位移和時(shí)間．即v＝2T(xn＋xn＋1).6．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不能連續(xù)工作太長(zhǎng)時(shí)間，打點(diǎn)之后應(yīng)立即關(guān)閉電源．7．對(duì)紙帶進(jìn)行測(cè)量時(shí)，不要分段測(cè)量各段的位移，正確的做法是一次測(cè)量完畢(可先統(tǒng)一測(cè)量出各個(gè)測(cè)量點(diǎn)到起始點(diǎn)O之間的距離)．讀數(shù)時(shí)應(yīng)估讀到毫米的下一位．實(shí)驗(yàn)探究一、數(shù)據(jù)讀取例：在“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電的頻率為50

Hz，記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶如圖所示，在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出，紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺，零點(diǎn)跟“0”計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)齊，由圖可以讀出三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)1、3、5跟0點(diǎn)的距離并填入表格中．【解析】1點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻是0、2之間的中間時(shí)刻，求出0、2間的平均速度，即可認(rèn)為是1點(diǎn)的瞬時(shí)速度，同理2、3、4、5點(diǎn)的瞬時(shí)速度也可求出．而相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T＝

s.同理v3＝

m/s，v4＝

m/s，v5＝

m/s.以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示速度，建立直角坐標(biāo)系．根據(jù)前面計(jì)算出的結(jié)果在直角坐標(biāo)系中描點(diǎn)，然后連線得到速度—時(shí)間圖象如圖所示．課后小結(jié)（1）電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器，要明白七原理。（2）會(huì)用紙帶求某段時(shí)間內(nèi)的平均速度和某時(shí)刻的瞬時(shí)速度（3）會(huì)針對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析（4）v—t圖象：表示做直線運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律．某段時(shí)間圖線與時(shí)間軸圍成的面積值表示該段時(shí)間內(nèi)物體通過(guò)的位移大?。螤钜粯拥膱D線，在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同板書第四節(jié)：實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度1．電磁打點(diǎn)計(jì)