2021-2022学年高一物理人教版必修1教案：1.4实验用打点计时器测速度 Word版含答案

1.4试验用打点计时器测速度

一、教材分析

物理学是一门以试验为基础的自然科学.本节课为试验课，目的是让同学自主探究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系.依据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让同学用求平均速度的方法，粗略表示物体运动的瞬时速度.教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解.当然这种用平均速度代替瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中有它的精确性，这要在下一章中学习，在此可不必要向同学介绍这种结论性的学问，以免冲淡学习重点，加重同学负担.本节课旨在让同学学到科学试验中探究的方法，而不是留意探究的结果多么完善，所以千万不能让同学养成不敬重试验事实、拼凑试验结果的习惯.要让同学在亲身体验描点法作图象的思想方法，向同学讲清图象的横、纵坐标，描点法，图象的物理意义.要充分发挥同学的主观能动性，让同学乐观参与.老师要补充一些更为典型的、同学格外生疏的、不愿定是物理方面的图象，要突出图象的直观性，使同学对图象的作用有更多、更深化的了解，为本节建立物理图象来分析、查找物体运动的规律打下基础.二、教学目标

学问与技能

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的信息（时间、位移）.

2.会安装并使用打点计时器，理解依据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度.

3.明确速度—时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该试验中的速度—时间图象，能从图象中猎取有用的信息.

过程与方法

1.通过同学自己看打点计时器的说明书，培育同学独立学习的力气.

2.通过试验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来.培育同学猎取信息、处理信息的力气，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法.

3.通过画速度—时间图象培育同学用图象法处理数据的力气，体验数学工具在物理进展中的作用.

4.体验试验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑.

5.经受科学探究过程，生疏科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法争辩物体运动.

情感态度与价值观

1.感受打点计时器的奇异设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增加将物理学问应用于生活实际的意识.

2.经受试验过程，体验科学试验过程的艰辛与喜悦，并乐于探究自然界的奥妙.

3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣.培育同学用数学方法处理物理问题的意识.培育同学敢于创新

和实事求是的科学态度和科学精神.

4.培育同学合作与沟通的精神，有将自己的见解与他人沟通的愿望，养成在合作中既坚持原则又敬重他人的习惯.

三、教学重点

1.学会使用打点计时器.

2.能依据纸带计算物体运动的瞬时速度.

3.会用描点法描绘物体的速度—时间图象，并从中猎取物理信息.

四、教学难点

处理纸带的方法，用描点法画图象的力气.

五、教学过程

［新课导入］

测定物体的速度并不是一件很简洁的事情，特殊是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飘舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的.我们现在只争辩直线运动的速度的测量问题.

当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要争辩物体的运动，我们首先要精确记录物体运动的信息.直接测量物体运动的速度在技术上是比较简洁的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来推断物体的运动状况.在试验中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，接受这种方法的测量误差较大.打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢.

【课堂活动】

作为同桌的两位同学合作，简易模拟打点计时器.

1.同桌两位同学之间，一位同学手拿一枝彩色画笔，另一位同学牵动一条宽约1 cm的长纸带，使纸带在你的笔下沿着直线缓慢向前移动.你依据确定的时间间隔点击纸带（比如每秒1次，或每秒2次），比比看，看谁牵动纸带的速度变化最小.想一想，相邻两点的距离跟牵动纸带的速度有什么关系?牵动纸带的快慢不均匀，对相邻两点所表示的时间有没有影响?

2.两位同学竞走竞赛，为了比较他们的运动状况，现在让每位同学都提着底部穿孔、漏沙比较均匀的两个沙袋一起竞走，然后通过他们的漏沙状况来推断他们的匀速运动状况和加速状况.

以上两个探究活动目的是让同学体验打点计时器通过打点达到计时目的的原理.

同学做完后争辩.

生：相邻两点间的距离随着牵动纸带的速度的增大而加大.纸带运动的快慢不均匀，点子的间隔也不均匀，但对相邻两点间的时间间隔没有影响.

生：参与竞走的两人若运动快慢比较稳定，则漏沙比较均匀，若加速运动，会发觉快的时候漏沙少，慢的时候漏沙多.

［新课教学］

师：在以上的活动中，同学们生疏到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢.今日我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来.

一、电磁打点计时器

老师布置同学对比仪器看说明书，引导同学留意其重点：观看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沟通电源的计时仪器，如图1－4－1所示.工作电压为4 V～6 V.当电源的频率是50 Hz时，它每隔0.02 s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转变而不断变化，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全都，即为0.02 s.位于振片一端的振针就跟着上下振动起来.这时，假如纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点.

图1－4－1 电磁打点计时器

【沟通与争辩】