1.4测量直线运动物体的瞬时速度 教学设计-2024-2025学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册

1.4 测量直线运动物体的瞬时速度教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高一 学期 秋季 课题 测量直线运动物体的瞬时速度 教科书 书 名：普通高中教科书物理必修第一册教材 出版社：广东教育出版社 出版日期：2019年8月 教学目标 1. 物理观念：瞬时速度是描述物体在某一瞬间的瞬时速度的概念，与平均速度有区别。 2. 科学思维：学生需要进行实验探究，观察现象、提出假设、进行测量和数据分析，培养科学思维。 3. 实验探究：学生将运用测量工具和方法进行实验，积累实验经验，培养实验探究能力。 4. 科学态度与责任：学生需要在实验中注重准确性、可靠性，对实验结果负有责任，培养科学态度。 教学内容 教学重点： 1. 瞬时速度的概念和与平均速度的区别。 2. 实验测量瞬时速度的方法和步骤。 教学难点 1. 数据分析与速度-时间图的绘制和解读。 教学过程 学习任务1： 上节课中，我们知道了速度的计算公式：位移除以时间。 如何利用实验仪器记录物体的位移和对应的时间呢？ 要点提炼1 一、打点计时器 打点计时器是一种通过在纸带上打出一系列的点来记录物体运动信息的仪器。 1．电磁打点计时器 (1)构造：如图1­3­1所示。 图1­3­1　电磁打点计时器 主要构造包括：线圈、永久磁铁、振片、振针、限位孔、复写纸等。 (2)工作原理 电磁打点计时器在加上6 V的工作电压后，通过线圈和永久磁铁的作用带动振针上下运动，在纸带上打出一系列的点，且振针上下振动的时间间隔不变[发生周期性振动，当电源频率是50 Hz时，每隔0.02 s打一次点，即纸带上每打出两个相邻点所经历的时间(周期)是0.02 s]。 2．电火花打点计时器 (1)构造：如图1­3­2所示。 图1­3­2　电火花打点计时器 (2)工作原理 给电火花打点计时器接220 V电源，按下脉冲输出开关，计时器发出的脉冲电流，经接正极的放电针和墨粉纸盘到接负极的纸盘轴，产生火花放电，于是在纸带上打出一系列的点，而且在交流电的每个周期放电一次，因此电火花打点计时器打出点间的时间间隔等于交流电的周期。 学习任务2 如何使用打点计时器记录物体运动的时间和位移？ 要点提炼： 打点计时器的使用及注意事项 (1)使用步骤 ①将打点计时器固定，按使用说明将复写纸纸带装好并正确连接电路。 ②接通电源，让打点计时器开始打点，放手让小车带动纸带运动，在纸带上打出一系列的点。 ③取下纸带，将纸带上记录的信息记录下来，并按要求进行测量计算。 ④数据处理：根据打出的点求出时间和小车在对应时间内的位移，利用公式求出速度。 (2)注意事项 ①电磁打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点，如遇到打出的是短横线，应调整振针距复写纸片的高度，使之增大一点；如出现漏点，应减小振针距复写纸片的高度；如出现双点，是振针出现了松动；如出现等时性不良，一般要换计时器才能完成实验。 ②使用计时器打点时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再释放纸带。 ③释放物体前，应使物体停在靠近打点计时器的位置。 ④使用电火花打点计时器时，应注意把两条白纸带正确穿好，墨粉纸盘夹在两纸带之间；使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。 学习任务3 如何处理打点计时器打出来的纸带，利用纸带上的数据进行绘制速度-时间图像？ 1.从能够看清的某个点开始,每隔四个点取一个“计数点”,即每隔　　　　s取一个“计数点”,在纸带上用数字0,1,2,3,4,5,…标出这些“计数点”,测量包括某个点的一段位移Δx,记录在表格中,同时记录相对应的时间Δt,以测量该点的　　　　.  2.实验数据记录 计数点 0 1 2 3 4 5 位移Δx 时间Δt 速度v 3.“0、2”两点离“1”点越近,算出的平均速度越接近“1”点的　　　　.  三、用图象表示速度 1.在方格纸上建立直角坐标系,用纵坐标表示　　　　,用横坐标表示　　　　,设定合适的刻度,注明单位.  2.根据表中各时刻的速度,在图象中严格按实验数据描点.将点连线后得出的图象称为　　　　图象.  3.根据实测数据所描的点,可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律. 4.速度的实际变化应该是比较平滑的,所以用一条平滑的曲线来“拟合”这些点,曲线反映的规律应该与实际情况更接近. 学习任务4 观察速度-时间图的特点，讨论速度的变化。 1. 引导学生理解速度图上的切线即为瞬时速度。 2. 学生讨论实验结果，解释小车在不同时刻的速度变化。 3. 引导学生思考什么因素会影响瞬时速度的大小。 学习任务5 什么是数字计时器？ 如图1-4-7所示的是由数字计时器和光电门组成的计时测量装置。光电门的外形像门，其一边安装发光装置，另一边安装光线接收装置，并都与数字计时器连接。当宽度一定的物体通过光电门时，光线被遮挡，数字计时器开始计时；当物体离开光电门时，数字计时器停止计时.这样就可以记录物体遮挡一个光电门光线的短暂时间.数字计时器还可以记录物体经过两个光电门之间的时间以及测量物体运动的瞬时速度和平均速度. 【例题】 1．结构：由 和 组成． 2．原理：光电门一边安装发光装置，另一边安装 装置，当宽度一定的物体通过光电门时，光线 ，数字计时器开始计时，当物体 时停止计时，这样就可以记录物体 的短暂时间．数字计时器还可以记录物体经过 之间的时间． 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$