《实验：用打点计时器测速度》名师教案

1、PAGE9实验：用打点计时器测速度教学设计授课人沈阳市第十七中学邵壮授课时间2022年5月15日授课内容实验：用打点计时器测速度核心素养通过“实验：用打点计时器测速度”的探究学习，让学生体验物理实验的过程，培养学生的实验设计能力和实验操作能力，并能够处理实验数据。养成严谨的学习生活习惯。教材分析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

2、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。将实验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。本节课为后续实验探究小车速度随时间变化的规律作铺垫。教学目标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时间图象,并会根据画出的图象描绘物体运动速度的变化特点。重点1了解打点计时器的方法和在实验中的作用。2知道如何计算纸带上各点的

3、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。难点1对纸带数据的处理。2画图象的方法。教学环节教学活动教学说明课前（优教提示：请登陆优教平台，发送本节预习任务）根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。新课引入借助秒表计时的误差，体会准确记录物体运动的时间是件不容易的事，提出问题：如何准确记录运动物体的位移和时间呢通过分析频闪照片，引出打点计时器。通过小实验，和频闪照片抓住学生的注意力，引起学生的兴趣。了解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50H时，每隔打一个点。通电以前，把纸

4、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片的磁极随着电流方向的改变而不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈中的电流变化周期一致，即为s。位于振片一端的振针就跟着上下振动起来。这时，如果纸带运动，振针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

5、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50H时，它每隔打一个点。介绍说明打点计时器的构造和原理，让学生知道两种计时器的不同点。为熟练使用打点计时器奠定良好的基础。练习使用打点计时器学生分组实验，练习使用电火花计时器。（1）了解打点计时器的结构，然后把它固定好。（2）安装纸带。（3）先启动电源，待开始打点后再用手水平拉动纸带，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。（优教提示：请打开素材“动画演示：打点计时器的使用2”）通过学生的实验操作，

6、使学生进一步明确打点计时器的工作原理，并能熟练、正确使用打点计时器。同时通过实验激发学生学习物理的兴趣。用打点计时器测瞬时速度实验结束后，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-1个间隔，就可以得到第一个点到第n个点的时间间隔为n-1s。用刻度尺测量出从第一个点到第n个点间的距离。利用公式v=例1在用打点计时器电源频率为50H研究物体做初速度为零的直线运动的某次实验中，纸带的记录如图所示，图中前几个点模糊，因此从A点开始每5个点取一个计数点，求AE段与BD段的平均速度。根据速度的定义v=xt，如果不要求很精确，用这个平均速度粗略地代表中间C点

7、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（优教提示：请打开素材“动画演示：打点计时器测速度实验原理、操作及分析”）训练学生处理数据的能力，培养科学严谨的实验态度。在学生能较为熟练使用打点计时器的基础上，根据已掌握的速度知识，计算平均速度和瞬时速度，进一步深化理解平均速度与瞬时速度的内涵和计算方法。v-t图象学会了确定瞬时速度的方法，通过例2引出

8、速度时间图象。例2如图所示，是一条利用打点计时器打出的纸带，0、1、2、3、4、5、6是七个计数点，每相邻两个计数点之间还有四个点未画出，各计数点到0的距离如图所示。求出1、2、3、4、5各计数点的瞬时速度，并说明纸带的运动情况。通过计算可以求得，5个计数点的速度分别为，。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，就要借助数学图象来帮忙了。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。通过学生描点画图，说明图象意义，使学生明确描点画图象的一般方法步骤；学会用拟合法画图的思想方法。提高学生用科学的方法手段发现、处理实际问题的能力。课堂练习（优教提示：打开优教配套习题，更快更便捷地掌握学生的学习情况）实时把握学生的课堂学习情况。小结