4. 速度变化快慢的描述——加速度优秀教案说课稿

实验：用打点计时器测速度

教学设计

授课人

授课时间

授课内容

1.4实验：用打点计时器测速度

物理是以实验为基础的自然科学，物理实验是学生获取知识，进行知识创新的

重要手段，是培养学生的科学兴趣、科学态度和提高学生终身学习能力的重要途

径。本课是高中第一节实验课，应向学生介绍实验室要求及安全注意事项。让学教材分析

生认识实验在物理学中的地位和作用，掌握物理实验的一些基本技能，会使用基

本的实验仪器，能独立完成物理实验。本教学设计重在让学生体验物理实验的过

程，培养他们正确的科学态度和科学精神，感受实验的乐趣。将实教学与其他教

学内容紧密地结合在一起的教学形式是本教学设计的一个特点。实验课以学生活

动为主、教师合理指导。本节课为后续实验一一探究小车速度随时间变化的

规律作铺垫。

（一）知识与技能

1．了解电磁打点计时器、电火花计时器的基本结构，理解其基本工作原理；

2．会根据纸带上的点迹计算物体运动的平均速度。理解用平均速度表示瞬时速度

所使用的思想方法，会使用这种方法计算瞬时速度。

3．能运用实验数据描绘速度一时间图象，并会根据画出的图象描绘物体运动速度

教学目的变化特点。

标

（二）过程与方法

1．经历使用打点计时器的过程，能正确、熟练地使用打点计时器。

2．经历科学探究过程认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物体的

运动。

（三）情感、态度与价值观

感受打点计时器的巧妙设计思路，体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于实际生活的意识。

1．了解打点计时器的方法和在实验中的作用。

重点

2．知道如何计算纸带上各点的速度。

3．会在v-t坐标系中描点、拟合曲线并描述物体运动的规律。

1．对纸带数据的处理。

难点

2．画图象的方法。

教学环节

教学活动

教学说明

通过小实验，和频闪照片

借助表秒计时的误差，体会准确记录物体运动的时间是抓住学生的注意力，引起

件不容易的事，提出问题：如何准确记录运动物体的位学生的兴趣

新课引入

移和时间呢？

通过分析频闪照片，引出打点计时器。

分别介绍两种打点计时器的原理。

电磁打点计时器，是一种使用交流电源的计时仪器，工

作电压在6V以下。当电源的频率是50Hz时，每隔0．02s

打一个点。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，交变电

流在线圈上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．由于振动介绍说明打点计时器的

片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁构造和原理，让学生知道

的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈两种计时器的不同点。为

中的电流变化周期一致，即为0.02 s。位于振片一端的熟练使用打点计时器奠

振针就跟着上下振动起来。这时，如果纸带运动，振针

定良好的基础。

就在纸带上打出一系列小点。

另一种打点计时器就是电火花计时器，它的计时原理与

了解打点

电磁打点计时器相同，不过在纸带上打点的不是振针和

计时器

复写纸，而是电火花和墨粉。使用时电源插头直接插在

交流220V插座内，把墨粉纸套在纸盘轴上，把纸带穿

过限位孔。当接通电源，按下脉冲开关时，计时器发出的脉冲电流经过放电针、墨粉纸盘到纸盘轴，产生火花放电，于是在运动的纸带上就打出一行点迹。当电源的频率为50Hz时，它每隔0．02s打一个点。

通过学生的实验操作，使

学生进一步明确打点计

学生分组实验，练习使用电火花计时器。

时器的工作原理，并能熟

(1)了解打点计时器的结构，然后把它固定好。

练、正确使用打点计时练习使用

(2)安装纸带。

器。同时通过实验激发学打点计时

(3)先启动电源，待开始打点后再用手水平拉动纸带，生学习物理的兴趣。

器

纸带上就打上一行小点，随后立即关闭电源。因为打点

计时器都是按间歇性工作设计的，长时间工作可能会因

线圈发热而损坏。

实验结束后，取下纸带，从能看得清的某个点开始，往

后数出若干个点。如果数出n个点，那么这n个点之间

包含n-l个间隔，就可以得到第一个点到第n个点的时训练学生处理数据的能

间间隔为0．02(n-l)s。用刻度尺测量出从第一个点到力，培养科学严谨的实验

态度。在学生能较为熟练x第n个点间的距离△x。利用公式v就可以计算出使用打点计时器的基础

t

上，根据己掌握的速度知纸带在这段时间内的平均速度。

例1，在用打点计时器(电源频率为50 Hz)研究物体做初识，计步深化理解平均速用打点计

速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所度与瞬时速度的内涵和时器测瞬

示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一计算方法。

时速度

个计数点，求AE段与BD段的平均速度。

x

根据速度的定义v，如果不要求很精确，用这个t

平均速度粗略地代表中间c点的瞬时速度，也未尝不可。

然而，如果把包含C点在内的时间间隔取得小一些，例

如取BD，用这个平均速度代表纸带经过c点时的瞬时速

度，就会更准确。然而我们选取的两点距离过小会使测

量的位移误差增大，所以应该根据实际情况选取这两个

点。这个纸带的计数点是每5个计时点选取出来的，所

以可以用BD的平均速度表示c点的瞬时速度。

学会了确定瞬时速度的方法，通过例2引出速度时间图

通过学生描点画图，说

象。例2，如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸明图象意义，使学生明确

带，0、l、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个描点画图象的一般方法

计数点之间还有四个点未画出，各计数点到o的距离如步骤；学会用拟合法画图

图所示。求出l、2、3、4、5各计数点的瞬时速度，并的思想法。提高学生用科

说明纸带的运动情况。

学的方法手段发现、处理V-t图像

实际问题的能力。

通过计算可以求得，5个计数点的速度分别为0．20，0.40，0．61，0．69，0．70。可以看出这个纸带的运动是越来越快的。如果想要更直观的反映出速度变化的情况，就要借助数学图像来帮忙了。以速度v为纵轴、时间t为横轴在坐标纸上建立直角坐标系，根据计算出

的数据，用描点法将各个时刻对应的速度一一描点，然后用平滑的曲线将各点连接，就得到了速度—时间图象，简称v-t图象。由于速度的实际变化总是比较平滑的，所以连点时要注意“顺势”、“平滑”，不要连折线。速度一时间图象表示了物体的速度随时间的变化关系，它是高中物理研究问题常用的方法，它不仅能够直观的显示出速度的大小，还能看出速度变化的快慢以及物体运动的位移，它在我们高中物理中的地位非常重要。

小结和

作业

进一步拓宽学生视野，开

拓学生思维，使学生了解

科技、社会的发展现状及

物理学在实际中的应用，认识了新的计时仪器——打点计时器，并学会了它的使以有效激发学生学习物用方法，会用它测量物体的速度而且画出了物体运动的理的浓厚兴趣。

v-t图象。

阅读“科学漫步”，了解气垫导轨和数字计时器

小结和

作业

进一步拓宽学

生视野，开拓

学生思维，使

学生了解科认识了新的计时仪器——打点计时器，并学会了它的使技、社会的发用方法，会用它测量物体的速度而且画出了物体运动的展现状及物理v-t图象。

学在实际中的阅读“科学漫步”，了解气垫导轨和数字计时器

应用，以有效

激发学生学习

物理的

浓厚兴趣。