学生实验优秀教学设计

《实验：用打点计时器测速度》

西安市车辆中学

胡越

我说课的课题是人教版物理必修一第一章第四节《实验：用打点计时器测速度》

一、教材分析

1教材内容：

本教材的内容主要包含二种打点计时器的结构，工作原理以及使用方法。如何根据纸带上各点求出瞬时速度以及如何利用图像来描述物体的运动规律。

2 教材地位

上一节课学生学习了速度的概念，这一节课就利用打点计时器来测量速度，起到承上的作用。同时在下一章研究匀变速直线运动需要利用打点计时器以及速度时间图像来研究相应的运动规律。同时后面还有大量实验也需要用到打点计时器。近几年高考实验题中也出了不少有关图像的问题。本实验又是高一学生第一次接触高中实验，如果能激发出学生的学习物理的兴趣，对他们今后的学习也会有很大的帮助。所以本节课的学习内容尤为重要。

3 学情分析

学生通过上一节课的学习，已经初步掌握了有关平均速度的计算，以及如何近似的表示瞬时速度的方法，本节课利用打点计时器中纸袋上的两点的位移与经过两点时间的比值表示速度也就是速度公式的再次应用，因此学生已经有一定的理论基础。另外学生在初中阶段已经学习过如何描点画图，所以利用图像来描述速度也有一定的作图基础。

二、教学目标

针对课程标准（会利用打点计时器、频闪照相机或其他实验工具研究匀变速直线运动规律）以及教参和学生的学情制定以下学习目标：

知识与技能

（1）了解二种打点计时器的结构和工作原理。

（2）能正确使用打点计时器

（3）会根据纸带上的点来计算物体的速度，理解用平均速度表示瞬时速度所采用的思想方法，会用这种方法计算瞬时速度。

（4）掌握利用图像来处理实验数据的方法，能根据实验数据画出v-t图像，根据

图像描述物体的运动特点。

过程与方法

（1）经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练的使用打点计时器。

（2）通过本实验的具体操作，体会物理中近似的思想

情感、态度价值观

让学生经历学习新的测量仪器的过程，激发学生的物理学习兴趣。

三、教学重点与难点

1 教学重点：

（1）学会使用打点计时器

（2）能根据纸带求速度

（3）会用描点法描出物体的速度时间图像，根据图像能描述物体的运动特点

2.教学难点

处理纸带的方法，如何利用图像描述物体的运动特点。

四、教法学法

根据本节课的特点，两种打点计时器是学生第一次接触，学生对其不是很了解，但是由于结构与原理比较简单，所以采用学生自己阅读和观察实物相结合的方法，自主学习打点计时器的结构与原理。由于如何使用打点计时器是本节课的重点，所以利用讲授法结合学生分组实验的方法。通过学生分组合作来处理纸带以及根据实验数据画出v-t图像，同时分组讨论图像所描术的运动特点来对教学难点进行突破。

五、教学过程

新课引入：

提问：如何测量小车从长木板滑下时的平均速度呢？

学生回答：根据平均速度公式v=x/t,测量出长木板的长度和小车通过长木板所用的时间，即可计算出小车的平均速度。

找2个同学分别用秒表来测量小车的运动时间，结果发现2个同学测量的时间不同，这是什么原因呢？

回答：主要是不同人反应时间不一样，所以会造成测量上的误差出现。

那么有什么办法能消除这种误差，也就说出来利用秒表来测量时间外，还有没有

其他仪器也可以测量时间呢。那么今天我就来研究这样的一种实验仪器，它既能记录物体的运动位移，同时也能记录物体的运动时间—打点计时器

新课教授：

一、打点计时器的结构与原理

学生先通过自主阅读书上先关内容，同时观察实物以及阅读使用说明书了解打点计时器的构造，在了解的时候注意这样一些问题：

（1）电磁打点计时器使用什么电源

（2）电磁打点计时器振动片为什么会振动？如果使用直流电源会如何？

（3）电源频率是50HZ意味着什么？

（4）电磁打点计时器是如何在纸带上打上点的？

（5）电火花打点计时器在使用的时候与电磁打点计时器有什么不同的呢？

学生对于上述问题可以分组讨论最终得到结果。

最后教师在带领学生一起熟悉二种打点计时器的结构构造：

二、练习使用打点计时器

1使用方法: （1）固定打点计时器。

（2）装好纸带,连接好电源。

（3）启动电源，拉动纸带，一共打三条纸带，一条逐渐加速拉动，一条逐渐减速拉动，最后一条尽量匀速拉动

每打完一条纸袋后立即关闭电源，取下纸带。

让学生在使用打点计时器的时候，可以让学生试试复写纸与纸带装反了会发生什么？同时教师在学生使用打点计时器的需要进行巡视，提示学生在操作过程中出

现的问题，总结学生在实验过程出现的疑问，在实验结束后可以根据情况当堂提出让学生一起来谈论解决。

例如：如果打出是短很线或者打不到点或点迹不清楚，如何解决？（更换复写纸或墨粉纸；调节撞针等）

总结使用过程中的注意事项：

（1）两种打点计时器都是使用交流电，电磁打点计时器用的是4-6v的低压交流电，电火花计时器使用220V的交流电。

（2）使用打点计时器时，应先接通电源，待打点计时器稳定后，再拉动纸带。

（3）使用电磁打点计时器时，应让纸带通过限位孔，压在复写纸下面。

（4）当所用电源频率为50HZ时，说明打点计时器每打一个点的时间间隔为0.02s 例1：

电火花计时器工作时使用（

）电源工作电压为（

）V

工作时的基本步骤：

1.当纸带穿过电火花计时器后,应及时关闭电火花计时器

2.接通电源

3.安装好打点计时器,把纸带从墨粉纸盘下面穿过

4.当计时器稳定工作后,立即让运动物体拖动纸带运动

上述步骤正确的顺序：（

）

观察所打的三条纸带，思考讨论一下

纸带上的点事如何描述物体的运动特点的？

回答：通过两点之间的距离可以反映物体的运动状态。

距离越来越大说明物体的速度越来越快，距离越来越小说明物体运动的越来越慢，距离几乎不变则说明物体的速度几乎不变做匀速运动。

例2：下面四条纸带是某同学实验时得到的,观察纸带上点迹,说一说每条纸带的运动情况：

提出问题：如何让小车在木板上做匀速直线运动，并且如何检验呢？（留为作业）

三、根据纸带求速度

1.利用打点计时器求平均速度

如图所示是一位同学实验得到的纸带,如和求OD段的平均速度？

回答：可以根据VOE=XOE/tOE求解，表示OE段物体运动快慢的平均速度。

2.利用打点计时器测瞬时速速

例如：如何：求C点的瞬时速度。

在精度要求不高的情况下，我们可以近似认为VOE=VC，若要提高精度，根据瞬时速度的近似表示方法，我们需要减少时间间隔，即利用BD段的平均速度来表示C点的瞬时速度。同样道理要求D点的瞬时速度，需要用哪一段的平均速度来表示呢？

回答：可以利用CE段的平均速度来表示。

请同学把A、B、C、D、E这几点的瞬时速度都求出来，同时把下表补充完整：

时间（t）

速度（v）

A 0.02s

B

C 0.06s

D

E

为了更直观描述物体的运动特点，我们还可以画出物体的V-T图像

四、用图像描述运动

为了描述纸带的速度随时间变化规律，我们可以以速度为纵轴，时间和横轴，根据上表中的数据来描点画图：请同学自己在坐标纸中进行秒点画图

最后展示部分学生所画的图，让同学思考这些V-T图像有没有问题，例如上图，说明速物体的速度先是越来越大，然后基本不变，最后继续变大。

注意：描点后在连线的时候要用一条光滑的曲线连接，并让尽可能多的点落在曲线上，或平均分布在曲线的两侧。

六、板书设计

一、打点计时器

1.结构

2.原理

二、练习使用打点计时器

1.使用方法

2.注意事项

三、利用打点计时器测量速度

1.测量平均速度

2.测量瞬时速度

四、利用图像描述物体运动特点