学生实验国家优质课一等奖

用打点计时器测速度

【教学目标】

1.了解两种打点计时器的结构和工作原理,学会安装和使用。

2.理解根据纸带测量速度的原理,学会粗略测量瞬时速度。

3.理解速度-时间图象的意义,掌握描点法画图象的方法。

【重点难点】

重点:1.打点计时器的使用。

2.由纸带计算物体运动的瞬时速度。

3.画物体的速度-时间图象。

难点: 1.对纸带数据的处理。

2.图象的画法及对图象理解。

【教学安排】2课时

【三维目标】

知识与技能: 1、了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能。

2、能够阅读产品说明书,掌握打点计时器的使用方法。

3、初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理,测定物体的速度。

4、学会建立物体运动v-t图。

过程与方法: 1、通过实验探究过程,了解物理学的研究方法,培养学生信息收集和处理能力,分析、解决问题能力和交流、合作能力。

2、初步了解用图象描述和研究物理过程的方法,体会数学在物理知识中的应用。

情感态度和价值观: 1、在实验活动中,培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。

2、在探讨问题的过程中,鼓励学生主动与他人使用,交流思想,感受团队精神,体验探索的乐趣。

【教学过程】

(一)打点计时器

电磁打点计时器原理:被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动,振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。

电火花计时器原理: 电磁打点计时器

电火花计时器

电源电压 4~6V的交流电 220V的交流电

电源频率

频率为50Hz,每隔0.02s打一个点

特 点 纸带运动时受到的阻力小,比电磁打点计时器实验误差小

(二)练习使用打点计时器

(步骤详见课本P20) 〖思考与讨论〗

注意:1.电源电压要符合要求: 2.实验前要检查打点的稳定性和清晰程度,必要时要进行调节或更换器材。

3.应先接通电源,待打点稳定时再拉动纸带。

4.手拉纸带时,速度应快一些,以防止点迹太密集。

(三)用打点计时器测量瞬时速度

测量方法:某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。

说明:理论上讲如果这两点离E点越接近(即Δt越短),这个平均速度越接近E点的瞬时速度,但是实际操作时距离太小会使测量误差增大,应该根据实际情况选取这两个点。

(四)用图像表示速度(直线运动) 为了更直观地反映物体的运动情况,我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。

1.v-t图象的画法

以速度v为纵轴,时间t为横轴建立直角坐标系,根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值,在坐标系中描点,最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。

思考:怎样画出速度-时间图象?为什么要用平滑的曲线"拟合"?

2.v-t图象的信息(在第二章总结) ⑴任一时刻速度的大小和方向

⑵速度的变化情况及相应的时间

……

例:(P24:问题与练习T3) 要求:根据v-t图象叙述物体的运动情况。

【典型例题】

典例1:一同学在使用打点计时器时,纸带上点不是圆点而是一些短线,这可能的原因是( D ) A.接在直流电源上 B.电源电压不稳

C.电源频率不稳 D.打点针压得过紧

典例2:电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器,根据打点计时器打出的纸带,我们可以从纸带上直接得到的物理量是( AB ) A.时间间隔 B.位移 C.平均速度 D.瞬时速度

典例3:在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带,如图所示,从比较清楚的点开始,每五个打印点取一个计数点,分别表明0、1、2、3…,量的0与1两点间的距离s1=30mm,2与3两点间的距离为s3=48mm,则小车在0与1两点间的平均速度v1= 0.3 m/s,在2与3两点间的平均速度v3= 0.48 m/s,据此可判断小车做 加速 运动。

总结:注意每两个计数点间的时间间隔。