学生实验第二课时教案

实验技能与创新展示活动

《打点计时器测速度》

滦县第一中学 王茂龙 18830598168

【教材分析】

打点计时器是高中一个重要的计时仪器，计时的同时还能记录物体的运动情况，这对高一新生来说是全新的。通过对打点计时器的了解，掌握其使用方法。平均速度和瞬时速度是本节的难点，教材用极限的思想，从平均速度过渡到瞬时速度。加强对瞬时速度的理解，拉近物理与生活、模型与实际的距离，培养学生从不同角度看同一问题的素养和学生的发散思维。用图像表示物理量的变化，在生活中是十分常见的方法，本书在这方面加强了很多。在过去教材中“用平滑曲线把点连起来”改换为“根据所描点子”的分布和走向尝试用条曲线来“拟合”这些测量点，即将验证性实验换为探究性实验，思路不一样、逻辑线索不一样。此外，让学生体会图象在反映两物理量关系时的优越性。本节内容从知识到能力要求均很高，特别对刚入高中的新生来说有难度，更具有吸引力和挑战性。

【教学目标】

一、知识与技能

（1）会使用打点计时器；

（2）会用点计时器测瞬时速度；

（3）理解速度──时间图象。

二、过程与方法

（1）培养学生良好实验习惯，体会实验在物理学发展中的作用；

（2）感受计时器的发展历程；

（3）了解极限思想在处理模型和实际中的作用。

三、情感态度与价值观

通过对平均速度和瞬时速度的理解，让学生感受物理逻辑之美；通过实验培养学生的合作、善于交流、勇与修正自己错误的意识。

【教学内容】

1．打点计时器的使用，使学生明确为什么引入打点计时器、打点计时器的优越性，感受计时器的发展历程。

2．从极限和微分的角度理解平均速度和瞬时速度的关系，同一现象多角度多方位观察。

3．V－t图像的获得和理解，以及在反映物理量和处理实验数据的优越性，能将图像和实际运动情况一一对应。

【教学过程】

一、打点计时器

1．打点计时器的引入

问：同学们能说一下你知道有哪些计时仪器吗？

学生回答，相互补充。肯定学生的回答，同时指出人类对计时的研究经过了漫长的过程。进行情感态度价值观的教育。展示：古代日晷、漏滴、手表（钟表）、秒表、原子钟、视频片段007用脉波，结合对车速的估计和身体倾斜方向估测被绑架后方位，渗透打点计时器的原理。

7000多年前人类发明日晷，约5000多年前，古希腊人发明最早的计时工具──滴漏。公元前1500年，中国人修改这个装置，使它变成了水漏的形状。到了13世纪末，意大利米兰的工程师率先在一个塔楼里建造了世界上最早的机械打钟。1656年，荷兰物理学家惠更斯造出了世界上第一个有摆的钟（很精确）。1820年，瑞士研制出第一个可将秒分离出来、又可随时停下来的钟。而世界上最早的手表是于1790年在日内瓦制成的，但是并不完整，直到1902年，第一只机械手表才终于问世，1946年美国物理学家利比首创了原子钟的原理。两年之后，在华盛顿国家标准局诞生了第一台原子钟。原子钟靠计算铯原子或者氨原子的天然振动来计时，准确性相当高，300年中的误差不到1秒。也许我们目前还不能预见到今后计时工具的发展状况，就象从前的人类想象不到原子钟一样。但我们可以肯定地说，随着人类的进步，计时工具也一定会不断革新发展，因为不论到什么时候，人类都需要了解时间，需要了解时间的流逝。

我这有两个秒表，请三位同学上来共同做一个实验测平均速度，一个同学用手握隹直尺自由落体（短时间），另两位同学分别用秒表计时，计算平均速度对比展示。

问：谁能说一下造成结果差别很大的原因是什么？

同学回答总结：精确度小，人反应有快慢。

为了解决这个问题，我们引入一个新的计时仪器──打点计时器。

2．原理及构造（动画演示）从初中学生熟悉的电磁铁介绍其工作原理。

3．打点计时器的使用

学生分组实验，指导学生实验，同时分别选几条无点、点密、不在一直线上等有代表性的纸带，用展台展示。

问：造成这些情况的原因可能是哪些？

学生思考讨论总结回答。

问：纸带都记录和反映了什么信息？

学生回答老师总结：记录运动的时间和相应位移，反映物体的运动的快慢。

问：你能总结一下使用打点计时器应注意哪些事项吗？

学生回答、相互补充总结：低压交流电源、纸带和复写纸的顺序等。

问：我们能否根据纸带求出物体运动的速度？试计算。

二、平均速度和瞬时速度

问：同学们计算出的速度是平均速度还是瞬时速度？能否计算打某点的瞬时速度？

结合以下三个提示理解平均速度和瞬时速度的关系：

A．匀速运动中平均速度和瞬时速度相等。

B．盆中的水面是平的而海平面是弯曲的。

C．教材第二十三页第一段及旁批

问：你是怎样理解平均速度和瞬时速度关系的？

学生回答，老师进一步解释极限思想（例如可认为人的身高在一天内是不变的），渗透学习物理模型的意义。

问：请同学们根据你的理解，求出连续8个点的瞬时速度，填入表格中。

时刻

速度

三、v—t图像

如果我们以纵轴代表速度，横轴为时间，请同学们将表格中的数据填入坐标纸上，参照教材第二十四页第二段，处理这些点。

问：同学们能从v—t图像得到哪些信息？

学生讨论总结：能直观反映物体运动速度与时间的变化关系，能反映物体运动的方向。让学生体会图象在反映两物理量时的直观性。渐渐培养学生从图象获取信息的能力。

实验报告

用打点计时器测速度

班级： 小组成员：

一、选点制表，求平均速度

n

位移

△x（m） 0 1 2 3 4 时间间隔△t （s）

平均速度v （m/s）

二、纸带上的点的位置的时刻和瞬时速度

位置n

时刻t （s）

瞬时速度v （m/s）

0 1 2 3 4 三、用图像描述物体运动的速度与时间的关系，以速度为纵轴，时间为横轴，建坐标系

v（m/s）

t

四、实验报告：