学生实验教案及板书设计

《1.4实验：用打点计时器测速度》

教材分析

物理学是一门以实验为基础的自然科学。本节课为实验课，目的是让学生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，并尝试用图像的方法来表示速度随时间变化的关系。根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生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,也为学习下一节“加速度”概念奠定基础。

教学目标

知识与技能

1、了解打点（电火花）计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的时间、位移信息。

2、会安装纸袋并使用打点计时器，理解根据纸带记录的信息来测量平均速度和瞬时速度的原理。[来源:学§科§网]

3、明确速度—时间图像的物理意义，描点法画图像的方法，并画出该实验中的速度—时间图像，能从图像中获取有用的信息。

过程与方法

1、通过学生分组动手实验，培养学生合作学习的能力。

2、通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来。培养学生获取信息、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—时间图像培养学生用图像法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。

情感态度与价值观

1、体验用图像的方法描述物理现象的简洁性。培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。[来源:学科网ZXXK]

2、培养学生合作与交流的精神，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习

惯。

教学重难点

教学重点：

1、学会使用打点计时器。

2、能根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—时间图像，并从中获取物理信息。

教学难点：

确定相邻两点间的时间，并能根据纸带计算物体在某点的瞬时速度。

教学准备

1、多媒体课件；

2、学生完成相应预习内容；

3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。

教学过程

一．

实验目的

1.练习使用打点计时器，了解电磁打点计时器和电火花打点计时器的基本构成，知道打点计时器的计时原理。 2.学会根据纸带上的点分析物体运动情况，并学会测量平均速度和瞬时速度。 3.学会描点画图法，并画出实验中的速度-时间图象，明确图象的意义。

【设计意图】让学生明确本实验的主要实验目的。

二．实验原理

1.电磁打点计时器

（1）构造

（2）原理

电磁打点计时器是一种记录运动物体在一定____内_____的仪器．使用_________电源，工作电压在________，当电源的频率是_______时，它每隔________打一个点．把纸带穿过________，再把套在轴上的______放在纸带的上面．先接通________,再拉动_____。

2.电火花打点计时器

（1）构造

（2）原理

电火花计时器的原理与电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和复写纸，而是______和____．这种计时器工作时，纸带运动时受到的阻力比电磁打点计时器_______，实验误差也就比较____ 3.打点计时器的作用

（1）测时间

打点计时器频率为50Hz，他多长时间打一个点啊？

两点间的时间间隔是多少？

（2）测位移

怎么测？

（3）测瞬时速度

思考：纸带运动的平均速度是多少？

纸带上点迹越密的地方表示运动越大还是越小？

如下图在D、F这两

个点的时间间隔内，纸带运动的平均速度是多少？

可由公均速度。

如下图所示，如果再取包含E点在内的DF，那么这两点间的平均速度就会更能准确地表示出E点的平均速度。

vΔxΔt式

求出。这个速度可以代表E点的平

我们从公式来看，如果距离E点越近，间隔时间越短，就越接近E点的瞬时速度，不过对于实际测量来讲，距离过小又会引起较大的测量误差

【设计意图】介绍一种测速度的仪器：打点计时器,并详细介绍其工作原理，用途。

三. 实验内容和步骤[来源学*科*网Z*X*X*K]

1.

练习使用打点计时器

方法步骤：

（1）把打点计时器固定在桌子上，了解其结构。

（2）把纸带装好；

（3）启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点，随后立即关闭电源；

（4）取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的间隔数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间；

【t=(n-1) × 0.02 】

（5）用刻度尺测量出第一个点到第n个点的距离。自制表格记录数据。（n>35) （估读到0.1mm）

（目的：减小实验误差）

2.

用打点计时器测量瞬时速度

操作步骤

（1）在图中，每隔0.1s标记一个点，现在纸带上用数字0，0,1,2,…5标记出这些计数点。然后测量包含这个点在内的一小段位移Δx，同时记录对应的时间Δt，计算出各标记点附近的平均速度。

（2）把上面计算得到的各点的平均速度当做计时器打下这些点的瞬时速度，抄入表（2）。点0作为计时起点。

3.

用图象表示速度

物体的运动我们还可以用图像来描述。

步骤：（1）以速度v为纵轴，时间t为横轴，在方格纸上建立直角坐标系。根据表（3）中的数据，在坐标系中描点。

（2）再用一条平滑的曲线把这些点连起来。这条曲线就反应了物体实际运动的情况

（3）根据曲线分析手的运动情况

作图时的注意事项：在作图时，有些点难于落在曲线上，应该使他们大致均匀地分布在曲线两测。且实验数据至少要5,6个。

【设计意图】详细介绍本实验的主要实验内容和操作步骤。

四.数据记录和处理

【设计意图】由于前面实验原理已经介绍过，在这里只要简略介绍数据的记录和处理方法。

五.实验结论

【设计意图】让学生得出本实验的实验结论。

六.注意事项： (1).检查电源的电压是否符合要求．

[来源:学科网]

(2).实验时要先接通电源，再让纸带运动，每打完一条纸带要及时切断电源，防止线圈过热而损坏．

(3)纸带应平直地通过限位孔，尽可能地减少纸带与限位孔间的摩擦．

例1.在使用电磁打点计时器以前应检查以下哪些方面的内容

A．所用电源是否符合要求

B．纸带是否平整

C．复写纸安装是否正确 例2 在使用打点计时器时，有关以下注意事项或实验操作，正确的内容是（ABCD） A．每打完一列点迹就要切断电源

B．要先接通电，后拉动纸带

C．纸带一定要从两限位孔穿过，并且压在复写纸的下面

D．为减小误差，每次实验前先理顺纸带，水平拉动。[来源:学科网ZXXK](ABC)

例3 关于打点计时器打出的纸带，下列叙述中正确的是 (ABD ) A．点迹均匀，说明纸带做匀速运动

B．点迹变稀，说明纸带做加速运动

C．点迹变密，说明纸带做加速运动

D．相邻两点间的时间间隔相等

【设计意图】引导学生分析本实验有哪些需要注意的地方。

教学反思

本节课注意理论和实际相结合，激发学习兴趣理论联系实际是激发学生学习兴趣，启迪学习动机，活跃课堂气氛的一种重要方法。在日常生活中有许多物理现象是趣味性习题的好素材。