第一章 第四节 实验：用打点计时器测速度（教案）-2020年高中同步教与学物理（人教版必修1）

高中同步教与学·全新教案(活页) 第一章运动的描述 第四节实验:用打点计时器测速度 探究的方法研究物体运动 教学 ●-目标 銛情感态度与价值观 知识与技能 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 1.了解打点计时器的计时原理理解纸带中包含的物体运动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 的信息(时间、位移) 探索自然界的奧妙 会安装并使用打点计时器,理解根据纸带测量速度的原理 并测量瞬时速度 3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培养学生用数学 明确速度一时间图象的物理意义,描点法画图象的方法,方法处理物理问题的意识培养学生敢于创新和实事求是的科 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/学态度和科学精神 4.培养学生合作与交流的精神,有将自己的见解与他人交流 过程与方法 的愿望,养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯. 1.通过学生自己阅读打点计时器的说明书,培养学生独立学 重点 习的能力 °-准点 2通过实验得出物体的运动信息,用数学方法表述出来培旷重点 养学生获取信息、处理信息的能力,体会处理问题的方法,领悟如 1.学会使用打点计时器 何间接测一些不能直接测量物理量的方法 2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度 通过画速度一时间图象培养学生用图象法处理数据的能.会用描点法描绘物体的速度一时间图象,并从中获取物理 力,体验数学工具在物理发展中的作用 信息 4.体验实验中理性思维的重要,既要动手,更要动脑 难点 5.经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学处理纸带的方法,用描点法画图象 高中同步教与学·全新教案(活页) mm案例(一) 数。-过程 主体内容 教师活动 学生活动 [=、电磁打点计时器 对照仪器看说明书,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读其使用 说明书,明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,如图所示.工作电压为 4V~6V.当电源的频率是50Hz时,它每隔0.02s打一次点.通电以前,把纸 带穿过限位孔,再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面.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,即为 教师布置学生 对照仪器看说明书 根据教师提示,注 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 引导学生注意其重意重点阅读说明书 学生根据要求与 【交流与讨论】 电磁打点计时器使用低压交流电源工作,大家想 提出问题由学仪器原理展开讨论 生讨论总结 想能不能使用直流电源,为什么? 电磁打点计时器的工作原理是靠电流 方向的改变来改变磁铁的磁场方向,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50Hz的交流 电,打点的时间间隔为0.02s.这个值正好是电 弗振片 源频率的倒数 墨粉纸盘 汁输出开关压纸条 对照仪器看说明书,引导学生注意其重点:观察打点计时器并阅读说明书, 明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法.使用时电源 插头直接插在交流220V插座内,将裁成圆片(直径约38mm)的墨粉纸盘的中 心孔套在纸盘轴上,将剪切整齐的两条普通有光白纸带(20mm×700mm)从弹 提出问题由学学生根据要求与仪器 性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过,并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间,这生讨论总结 原理展开讨论 样当两条纸带运动时,也能带动墨粉纸盘运动,当按下脉冲输出开关时,放电火 花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度.也可以用上述尺 寸的白纸带和墨粉纸带(位于下面)做实验,还可以用两条白纸带夹着一条墨粉 纸带做实验;墨粉纸可以使用比较长的时间,一条白纸带也可以重复使用,应注 意降低实验成本 【交流与讨论】 【问题1】从原理上考虑,电火花计时器与电磁打点计时器相比,哪个更好 些,误差可能会更小? 电火花计时器可能会更好些,因为电磁打点计时器中振针和纸带间的 摩擦更大些 高中同步教与学·全新教案(活页) 续表 主体内容 教师活动学生活动 二、电火花计时器 比较电磁打点计时器电火花计时器: 电火花计时器使用中运动阻力极小,这种极小阻力来自于纸带运动的 本身,而不是打点产生的,因而系统误差小,计时精度与交流电源频率的稳定程 教师总结 度一致(脉冲周期不大于50s这一方面也远优于电磁打点计时器),同时它的 操作简易,使用安全可靠(脉冲放电电流平均值不大于5A) 【问题