高中物理第一章運動的描述4實驗用打點計時器測速度教案3新人教版必修1

第四節(jié)實驗：用打點計時器測速度（2課時）【教學(xué)目標(biāo)】（一）知識與技能1．了解兩種打點計時器的結(jié)構(gòu)和工作原理。2．學(xué)會安裝并使用打點計時器。3．理解利用紙帶測速度的原理并測量瞬時速度。4．明確速度-時間圖像的意義，描點法畫圖的方法，并畫出該實驗的速度-時間圖像。（二）過程與方法1．通過學(xué)生自己看打點計時器的說明書，培養(yǎng)學(xué)生獨立學(xué)習(xí)的能力。2．通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會處理問題的方法，領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。3．通過畫速度-時間圖像培養(yǎng)學(xué)生用圖像法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用。4．體驗實驗中理性思維的重要，既要動手，更要動腦。（三）情感、態(tài)度與價值觀1．感知打點計時器的巧妙設(shè)計思路，體會物理原理在解決實際問題中的指導(dǎo)作用，增強將物理知識應(yīng)用于生活實際的意識。2．經(jīng)歷實驗過程，體驗科學(xué)實驗過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙。3．培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。【教學(xué)重點】 1．知道電磁打點計時器與電火花計時器的構(gòu)造、原理、使用方法 2．會根據(jù)紙帶上的點計算平均速度和瞬時速度 3．理解V-t圖象的意義【教學(xué)難點】 1．對紙帶數(shù)據(jù)的處理 2．畫速度-時間圖像的方法【教學(xué)器材】 電磁打點計時器與電火花計時器，紙帶，刻度尺，電源，DIS實驗系統(tǒng)【教學(xué)過程】（一）電磁打點計時器與電火花計時器構(gòu)造、原理、使用方法1．電磁打點計時器[閱讀思考]電磁打點計時器的構(gòu)造、電源要求、原理、用途（計時、測位移等）[實物演示]操作方法（接入電源和穿紙帶等）[思考]紙帶上的點是如何反映時間和物體運動情況的。2．電火花計時器[閱讀思考]電火花計時器的構(gòu)造、電源要求、原理是什么？與電磁打點計時器有何異同？[說明]電磁打點計時器與電火花計時器的原理基本一樣，時間間隔也都是0.02s,所以今后的敘述中不再區(qū)分，統(tǒng)稱為打點計時器。[實物演示]操作方法（接入電源和穿紙帶等）[思考]電火花計時器與電磁打點計時器誤差原因及大小的比較。3．注意點練習(xí)使用打點計時器主要包括兩個方面，一是打點計時器的安裝，特別是紙帶的安裝；二是用紙帶上的點研究物體的運動。要注意：（1）要讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按步驟有序操作， （2）掌握由紙帶上的點確定物體運動位移與運動時間的方法與原理。（3）牽拉紙帶一定要讓學(xué)生親自動手操作，然后與紙帶上的點跡分布相對應(yīng)，以感悟運動速度變化情況。（4）要注意測量點與打點的區(qū)別，并學(xué)會靈活選定測量點。（二）練習(xí)使用打點計時器1．操作步驟：培養(yǎng)學(xué)生規(guī)范進行實驗操作的習(xí)慣。 （1）安裝：固定 （2）裝紙帶 （3）啟動電源，水平拉動紙帶，打點，關(guān)閉電源 （4）取下紙帶，從某個清晰的點開始，往后數(shù)出若干個點，由此計算紙帶從第一個點到第n個點的運動時間 （5）用刻度尺測量第一個點到第n個點的距離，設(shè)計好表格，記錄以上測量值2．思考與討論： （1）怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度？ （2）如果紙帶上的點跡布不均勻，那么，點跡密集的地方表示運動的速度較大還是較??？（三）測量速度1．測量平均速度→G段的平均速度。（2）表示什么物理意義？能代表E點的瞬時速度嗎？怎樣選取間隔能使求得的平均速度代表有關(guān)點的瞬時速度引起的誤差很?。?．測量瞬時速度 （1）在所打出的紙帶上，選點跡清晰的點標(biāo)為0點，然后依次每隔5個打點間隔標(biāo)為一個計數(shù)點，依次標(biāo)為1、2、3、4、5，標(biāo)出的這些點稱為測量點，（要求每個0.1s測一次速度，這主要是為了處理實驗數(shù)據(jù)時計算方便，在實際中根據(jù)紙帶上的點的分布情況靈活確定。） （2）這些測量點的時間間隔為多大？ （3）根據(jù)前面的討論，設(shè)計出測量0~5這六個測量點的平均速度的方案，使把它當(dāng)做計時器打下這些點的瞬時速度產(chǎn)生的誤差較小。 （4）操作，將測量結(jié)果填入課本P23頁的表1中和P24頁的表2（點0作為計時的開始），注意有效數(shù)字的選取。（四）用圖象表示速度 許多變化過程，如溫度的變化、股票張跌等……可以用圖象來表示，這樣能更直觀地反映變化規(guī)律。圖象是表示變化規(guī)律的好方法之一，是一種處理實驗數(shù)據(jù)的方法。 物體的運動也可以用圖象來描述 1．V-t圖象：以速度為縱軸、時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系，標(biāo)明單位，根據(jù)表2中的v,t數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)系中描點?？梢杂谜劬€把這些點連接起來。然而，速度的實際變化是比較平滑的，所以，如果用一條平滑曲線“擬合”坐標(biāo)系中描出的點，曲線反映的規(guī)律與實際情況更接近（速度隨時間是連續(xù)變化的，不突變，實驗中又不可能把所有時刻的速度都測出來。） 2．描繪V-t圖：將數(shù)據(jù)描繪V-t圖象 描繪曲線時要注意什么？擬合，順勢平滑，如果有些點難以落在曲線上，應(yīng)該使它們大致均勻地分布在曲線兩側(cè)，點數(shù)不能太少。 3．V-t圖象的含義：【例題與討論】1．在使用打點計時器時（A） A．應(yīng)先接通電源，再讓紙帶運動 B．應(yīng)先讓紙帶運動，再接通電源C．在讓紙帶運動的同時接通電源 D．先讓紙帶運動或先接通電源對比電磁打點計時器和電火花計時器，你認(rèn)為哪一種可能引起較大的誤差？為什么？3．把紙帶的下端固定在重物上，上端用手提著，紙帶穿過打點計時器。接通電源后將紙帶釋放，重物便拉著紙帶下落，紙帶被打出一系列點，其中有一段如圖所示。（1）圖所示的紙帶，哪端與重物相連？（2）怎樣計算紙帶上打A點時重物的