高中物理第一章运动的描述4实验用打点计时器测速度教案3新人教版必修1

第四节实验：用打点计时器测速度（2课时）【教学目标】（一）知识与技能1．了解两种打点计时器的结构和工作原理。2．学会安装并使用打点计时器。3．理解利用纸带测速度的原理并测量瞬时速度。4．明确速度-时间图像的意义，描点法画图的方法，并画出该实验的速度-时间图像。（二）过程与方法1．通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。2．通过对纸带的处理过程培养学生获取信息、处理信息的能力，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法。3．通过画速度-时间图像培养学生用图像法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用。4．体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑。（三）情感、态度与价值观1．感知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生活实际的意识。2．经历实验过程，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并乐于探索自然界的奥妙。3．培养学生敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。【教学重点】 1．知道电磁打点计时器与电火花计时器的构造、原理、使用方法 2．会根据纸带上的点计算平均速度和瞬时速度 3．理解V-t图象的意义【教学难点】 1．对纸带数据的处理 2．画速度-时间图像的方法【教学器材】 电磁打点计时器与电火花计时器，纸带，刻度尺，电源，DIS实验系统【教学过程】（一）电磁打点计时器与电火花计时器构造、原理、使用方法1．电磁打点计时器[阅读思考]电磁打点计时器的构造、电源要求、原理、用途（计时、测位移等）[实物演示]操作方法（接入电源和穿纸带等）[思考]纸带上的点是如何反映时间和物体运动情况的。2．电火花计时器[阅读思考]电火花计时器的构造、电源要求、原理是什么？与电磁打点计时器有何异同？[说明]电磁打点计时器与电火花计时器的原理基本一样，时间间隔也都是0.02s,所以今后的叙述中不再区分，统称为打点计时器。[实物演示]操作方法（接入电源和穿纸带等）[思考]电火花计时器与电磁打点计时器误差原因及大小的比较。3．注意点练习使用打点计时器主要包括两个方面，一是打点计时器的安装，特别是纸带的安装；二是用纸带上的点研究物体的运动。要注意：（1）要让学生在教师的指导下按步骤有序操作， （2）掌握由纸带上的点确定物体运动位移与运动时间的方法与原理。（3）牵拉纸带一定要让学生亲自动手操作，然后与纸带上的点迹分布相对应，以感悟运动速度变化情况。（4）要注意测量点与打点的区别，并学会灵活选定测量点。（二）练习使用打点计时器1．操作步骤：培养学生规范进行实验操作的习惯。 （1）安装：固定 （2）装纸带 （3）启动电源，水平拉动纸带，打点，关闭电源 （4）取下纸带，从某个清晰的点开始，往后数出若干个点，由此计算纸带从第一个点到第n个点的运动时间 （5）用刻度尺测量第一个点到第n个点的距离，设计好表格，记录以上测量值2．思考与讨论： （1）怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度？ （2）如果纸带上的点迹布不均匀，那么，点迹密集的地方表示运动的速度较大还是较小？（三）测量速度1．测量平均速度→G段的平均速度。（2）表示什么物理意义？能代表E点的瞬时速度吗？怎样选取间隔能使求得的平均速度代表有关点的瞬时速度引起的误差很小？2．测量瞬时速度 （1）在所打出的纸带上，选点迹清晰的点标为0点，然后依次每隔5个打点间隔标为一个计数点，依次标为1、2、3、4、5，标出的这些点称为测量点，（要求每个0.1s测一次速度，这主要是为了处理实验数据时计算方便，在实际中根据纸带上的点的分布情况灵活确定。） （2）这些测量点的时间间隔为多大？ （3）根据前面的讨论，设计出测量0~5这六个测量点的平均速度的方案，使把它当做计时器打下这些点的瞬时速度产生的误差较小。 （4）操作，将测量结果填入课本P23页的表1中和P24页的表2（点0作为计时的开始），注意有效数字的选取。（四）用图象表示速度 许多变化过程，如温度的变化、股票张跌等……可以用图象来表示，这样能更直观地反映变化规律。图象是表示变化规律的好方法之一，是一种处理实验数据的方法。 物体的运动也可以用图象来描述 1．V-t图象：以速度为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系，标明单位，根据表2中的v,t数据，在坐标系中描点。可以用折线把这些点连接起来。然而，速度的实际变化是比较平滑的，所以，如果用一条平滑曲线“拟合”坐标系中描出的点，曲线反映的规律与实际情况更接近（速度随时间是连续变化的，不突变，实验中又不可能把所有时刻的速度都测出来。） 2．描绘V-t图：将数据描绘V-t图象 描绘曲线时要注意什么？拟合，顺势平滑，如果有些点难以落在曲线上，应该使它们大致均匀地分布在曲线两侧，点数不能太少。 3．V-t图象的含义：【例题与讨论】1．在使用打点计时器时（A） A．应先接通电源，再让纸带运动 B．应先让纸带运动，再接通电源C．在让纸带运动的同时接通电源 D．先让纸带运动或先接通电源对比电磁打点计时器和电火花计时器，你认为哪一种可能引起较大的误差？为什么？3．把纸带的下端固定在重物上，上端用手提着，纸带穿过打点计时器。接通电源后将纸带释放，重物便拉着纸带下落，纸带被打出一系列点，其中有一段如图所示。（1）图所示的纸带，哪端与重物相连？（2）怎样计算纸带上打A点时重物的