3.1 探究超声波传感器(教学课件）信息科技鲁教版六年级上册(新教材）

该小学信息科技课件围绕超声波测距原理与传感器应用展开，从超市自动门、汽车测距等生活场景切入，通过“畅所欲言”提问引导学生从现象探究原理，搭建从生活到科学的学习支架。 其亮点在于融合信息意识、计算思维与数字化学习，通过动手搭建实验装置、编写程序（如积木模块编程）探究传感器测距，分析不同纸板、距离、角度对数据的影响，培养数据可靠性判断与问题优化能力。评价体系涵盖知识掌握、合作学习等维度，助力学生提升实践创新能力，也为教师提供完整教学方案。

第三单元 小型系统设计 探究超声波传感器 第一课 鲁教版·六年级 目录 CONTENTS 课程导入 01 项目实施 02 超声波测距原理 03 认识超声波传感器 04 探究超声波传感器 05 挑战自我 06 硕果累累 07 2 停车入库 课程导入 小智随家长自驾旅游。停车入库时，他发现当汽车与障碍物的距离小于安全距离时，车内会发出“嘟嘟”声提醒驾驶员。车内显示屏上不断出现一些数字，并接连变化。“嘟嘟”声表示汽车与障碍物越来越近，那显示屏上的数字表示什么呢? 汽车显示屏 项目实施 如今，汽车的前后位置都配有测量距离的传感器，它是利用超声波测距的原理研制的，测量的距离会实时显示在汽车的显示屏中。 利用超声波测距的原理，我们可以设计、制作身高测量仪等多种测量装置。 ①探究学习超声测距原理。 ②通过实验，掌握超声波传感器的使用方法。 超声波测距原理 场景一 蝙蝠通常在夜晚活动，它们可以在黑暗的环境中高速飞行并准确捕食昆虫。 蝙蝠捕食昆虫 畅所欲言：根据你掌握的知识，试析蝙蝠是如何捕食的呢？ 超声波测距原理 场景一 大多数蝙蝠视觉较差，而听觉十分发达。 蝙蝠在飞行中会发出一种人耳听不见的声波(称为“超声波”)，这些声波在碰到墙壁或昆虫时反射回来蝙蝠接收到回声时，通过计算声波传播的时间差，来确定物体与蝙蝠之间的距离，这种方法称为回声定位。 超声波测距原理 超声波测距原理 场景一 超声波的传播速度和普通声波一致,在1标准大气压和20摄氏度条件下，超声波在空气中的传播速度约为340米/秒，因此，根据超声波发射和接收的时间差即可计算出被测物体的距离。 超声波测距原理 场景一 物体的距离和利用超声波反射计算出来的距离一样吗?为什么? 不一定一样。 原因：超声波反射计算距离基于 “距离 =（声速 × 传播时间）/2”， 但受三方面影响会与实际距离偏差： 环境干扰（温度、湿度改变声速，或其他障碍物反射波误判）； 原理误差（发射器 / 接收器延迟、声波扩散导致传播时间测量不准）； 物体特性（表面粗糙、倾斜或吸声，使反射波减弱或路径偏移）。 认识超声波传感器 场景一 许多超市、商场都安装了利用超声波感应的自动门。当我们接近门口时，传感器检测到有人靠近，并发出开门的信号;当我们通过后，门会自动关闭。 认识超声波传感器 讨论 场景一 畅所欲言：超声波自动门是如何检测到有人靠近的? 超声波自动门通过发射和接收超声波，利用“回声测距”原理检测是否有人靠近。 认识超声波传感器 具有停泊测距功能的汽车、自动门等都内置了超声波传感器。超声波传感器利用超声波原理制成，可以测量物体与传感器之间的距离，一般由发射器、接收器两部分组成。 超声波传感器具有方向性好、穿透性强、安全性高等特点，广泛应用于工业、医疗、汽车、安防、家居等各个领域。 超声波传感器供电后，发射端会发出超声波，当超声波遇到障碍物(被测物体)时，信号反射被其接收端接收。通过以上方式，利用传播速度和时间差可计算出距离数值。 探究超声波传感器 探究超声波传感器 以小组为单位，搭建实验装置，探究超声波传感器。 小试身手 实验目的:探究超声波传感器测距原理。 实验器材:主控板、超声波传感器、液晶显示屏、导线等。 探究超声波传感器 实验步骤: 第1步，连接超声波传感器、液晶显示屏和主控板。 小试身手 探究超声波传感器 小试身手 实验步骤: 第2步，添加信息显示器、延时器积木模块，编写相应程序。 探究超声波传感器 小试身手 实验步骤: 第3步，搭建实验环境。将白色纸板放在超声波传感器的前方，并不断改变它与传感器的距离，屏幕上的数字有变化吗?数字的变换与纸板和传感器之间的距离有什么关系?用直尺量一下传感器和白色纸板之间的距离，你有什么发现? 屏幕上的数字会变化，且数字大小与纸板和传感器的距离呈正相关，用直尺测量后会发现，屏幕数字与实际测量距离基本一致。 探究超声波传感器 ①使用白色纸板和黑色纸板获得的数据一样吗? ②当白色纸板距离超声波传感器小于 10厘米或大于2米时，测得的数据准确吗? ③白色纸板正对传感器和侧对传感器，测得的数据一样吗? ④为什么在身高测量仪的程序中添加延迟器积木模块,并将延时设为1秒? 小试身手 不准。＜10 厘米是传感器盲区，＞2 米超声波会衰减，都测不准。 不一样。正对时反射波能准确返回，侧对时反射波偏移，数据不准。 不一样。白色反射超声波更强，数据更准；黑色吸收多，数据易波动。 通过实验，探究以下几个问题。 1.等用户站稳，避免身体晃导致数据错。 2.防止用户没站好就测量，避免误触发。 2.超声波传感器的应用非常广泛，如应用于智能导盲杖中。试析在智能导盲杖中超声波传感器是如何工作的。 答案：C 1.小明和同学们到郊外游玩，发现在山谷中说话有回声。他想利用回声测距的方法，大致计算出与山之间的距离。在呼喊的同时开始计时，当听到第一声回声时停止计时，即可得到声音传播的时间差，利用时间差和声音传播的速度即可得出他与山之间的距离。假如时间差是1秒，那么他和山之间的距离大约是（ ）。 A. 340米 B. 680米 C. 170米 D. 85米 解析：声音1秒内走的是往返路程，单程时间为 1秒 ÷2 = 0.5秒; 常温下声音速度约 340 米/秒，根据“距离=速度x时间"，算出距离170米。 挑战自我 挑战自我 硕果累累 序号 评价内容 评价等级 优 良 一般 1 知道超声波传感器的工作原理 2 掌握超声波传感器的使用方法 3 了解超声波在生活中的应用 4 小组合作学习效果 5 同学间互帮互助情况 谢谢 下节课见！ Thanks！ 鲁教版 $