高三物理 第一章 第4课时 现代实验技术——数字化信息系统优秀教案

1、高考资源网第一章D现代实验技术数字信息系统(DIS)一.教授挑战分析数字资讯系统(DIS)应用传感器和数据收集器自动收集和输入实验数据，通过计算机的快速处理获得实验结果，提高教学效率，允许学生自主探索活动，改变传统教学模式。高考资源网学习本节内容所需的知识和技术主要是(1)等速直线运动物体的图像描述。(2)变位、速度的概念；(3)长度测量。通过使用现有测量工具测量长度的实例的测量和讨论，您可以感受到引入DIS的优点。结合“DIS使用练习”实验，了解DIS的配置和使用方法，测量变位传感器的测量范围，总结测量的三个茄子组件。通过“用DIS测量运动物体的位移和速度”实验，早期通过影像说明和研究物体的

2、运动规律，学会了更好地理解S-T图像和v-t图像的物理意义。二、教育目标1.知识和技能(1)知道物理测量的三个茄子组成部分。(2)了解DIS的含义、配置和使用方法。(3)初步学习组装DIS，用DIS获取实验数据，处理数据，导出实验图像的方法。(4)更好地理解等速直线运动物体的S-T图像和V-T图像的物理意义。2.流程和方法(1)通过DIS实验数据收集、列表、映射、拟合、转换等过程，感受研究物理规律的科学方法和基本过程。(2)通过现有仪器和DIS测量物理量过程的类比研究，了解物理实验的一般过程和方法。(3)应用DIS对几种茄子直线运动情况进行实验研究，感受影像法是分析和研究物理问题的有效方法之一

3、。感情、态度和价值(1)比较现有实验仪器和DIS传感器的物理量测量过程，体验数字化、信息化技术带来的革命性变化，提高学习兴趣和探索欲望。(2)应用DIS对物体运动情况进行实验研究，认识物质运动的多样性和复杂性，建立团结合作意识，培养实事求是的科学态度。三、教育的重点和难点重点：熟悉DIS的配置和使用。困难：使用DIS测量匀速直线运动物体的位移和速度。四、教育资源1，学生实验设备：公尺英尺、三角形英尺(或直线英尺)、英尺(或磁带)、计算器；变位传感器、数据收集器、电脑等(DIS)和随附的动态跟踪、小型车。2，演示实验设备：变位传感器(DIS)、数据收集器、电脑等，以及配方力学轨道、小车。自制课件

4、。五、教学设计思想牙齿设计的内容包括三个茄子方面。一个是数字资讯系统(DIS)的介绍。第二个是DIS是使用练习。第三，使用DIS测量移动物体的位移和速度。本设计的基本理念是以生活实际和实验为基础，通过对传统实验仪器和DIS传感器的物理量比较，让学生对DIS的构成、使用方法进行感性认识和实践体验。在此基础上，使用DIS变位传感器进一步研究匀速直线运动物体的S-T图像和v-t图像的物理意义，并求出运动物体的速度。牙齿设计的重点是熟悉DIS的配置和使用方法。方法是提出“物理教科书体积测量方法、实验书桌面积、教室内地板面积及移动物体在一定时间内如何位移”等问题，让学生通过小组实验分析，通过现有实验仪器

5、测量物理量的优缺点。介绍了数字资讯系统(DIS)测量的优越性，介绍了DIS的意义、构成和实验框图。然后，通过“使用DIS的练习”组实验，学生们可以熟悉DIS的配置和使用方法，并通过“全部物语”格式进行类比，获得物理测量的三个茄子组件。牙齿设计中需要突破的困难是使用DIS测量匀速直线运动物体的位移和速度。方法是以等速直线运动的物体为例，使用DIS的数据采集、列表、映射、拟合功能实时获得运动物体的S-T图像和v-t图像，从而求出运动物体的速度。本设计重视物理量测量的基本过程，培养学生的实验技术，提高学生的实验素养。完成本设计的教授任务需要2节课。六、培训班活动IIIDIS实验2活动四归纳总结问题设

6、计方案迪斯实验科块图表活动IDIS实验1活动II大家说话正典实验1问题11.讲座流程图2、流程图说明案例实验1和问题1通过小组实验，提出了“用传统实验仪器测量物理教科书的体积、实验书桌面积、教室内地板面积和移动物体一定时间内的变位”方案，提出了问题。然后让学生用现有的测量工具测量物理量。activity I和activity II DIS实验1和你说话。通过“使用DIS练习”学生实验，您可以熟悉DIS的配置和使用方法，通过“全部物语”格式，您可以通过类比获取物理测量的三个茄子组件。活动III DIS实验2通过“用DIS测量移动物体的位移和速度”实验，学生们初步学习了数据收集、编目、拟合、转换等

7、实验技术，可以理解等速直线移动物体的S-T图像和v-t图像的物理意义。活动四汇总通过“全部物语”的形式，让学生们谈论这次课的收获和体验，并进一步总结了DIS实验的“实时、定量、快速、直观”特征，指出传统实验与数字实验的整合代表了新物理实验改革的方向。问题设计方案通过设置课后思维考试问题，引导学生扩大联想，利用DIS鼓励课外进一步探索和创新，实现“带问题上课，带问题出教室”的教学设计意图。七、教育案例(a)创建方案并提出问题学生组实验物理教科书的体积是多少？实验表的面积是多少？教室里的地面面积有多大，同学们能亲自测量一下吗？2.请一位同学抓住卷尺的一端进行直线运动(单向或双向运动)，并请另一位同

8、学通过卷尺刻度测量一段时间内牙齿同学运动的位移。问题：使用传统测量工具测量物理量的经验是什么？摘要：用尺度测量距离是人眼观察、手动记录、操作耗时的，测量精度低、效率低，实时测量有一定的困难。初中物理过程中引入了数字资讯系统(DIS)牙齿，给物理量测量带来了革命性的变化，下面简要介绍了用现代技术手段进行物理实验的方法。(b) DIS简介，概述简介1，DIS:数字信息系统的缩写，表示数字信息系统。利用现代信息技术进行实验研究，我们称之为DIS实验。2，DIS:数字资讯系统实验室的缩写，是由“传感器数据收集器电脑(带实验包)”组成的新实验系统。3、有关DIS配置、系统箱和传感器使用方法的信息，请参阅

9、附录。(c)实验探索，操作应用应用示例1:使用DIS练习l实验目的：熟悉DIS的使用方法。l实验设备：变位传感器、数据收集器、电脑等标尺。l实验装置：插图l实验阶段： (仅供参考)(1)将变位传感器连接到数据收集器，将数据收集器连接到计算机以配置DIS实验系统。(2)打开数据收集器电源和变位传感器发射器部分的电源后，打开教材专用软件，在实验项目中单击“练习使用DIS变位传感器”。(3)相对于接收器放置变位传感器的发射器，单击开始记录，观察电脑接口的数据变化，并与刻度的测量结果进行比较。(4)改变接收器和发射器的相对位置，测量可测量的最大、最小距离和角度范围，并将实验结果填充到表中。发射器接收器

10、塞塔实验记录：变位传感器测量范围最大距离(厘米)最小范围(cm)测量角度范围()l各位物语：尺度和用DIS变位传感器测量距离有什么不同吗？相同：所有测量都有三个茄子组件。探测器记录、处理和显示被测对象差异：传统实验仪器准确度低，误差大，重复性差。DIS具有“实时实验”功能，数据收集、处理和分析都由计算机完成，节省测量时间，准确性、误差小，现有实验与数字实验的集成指明了新的物理实验改革的方向。(d)知识转移，应用节目学习之前我们学了等速直线运动物体的S-T图像和v-t图像，今天我们用DIS研究等速直线运动物体的运动，以便更好地理解牙齿两个图像。应用示例2:使用DIS测量运动对象的位移和速度l实验

11、目的：研究等速直线运动物体的S-T图像和v-t图像，以获得物体运动的速度。l实验器材：DIS(变位传感器、数据收集器、电脑等)，DIS配搭动态轨道、小车等。l实验装置：均匀线性运动装置图表研究l实验阶段： (仅供参考)(1)将变位传感器的发射器固定在小车上，接收器固定在动态轨道的右端(轨道稍微倾斜，使汽车能够进行匀速直线运动)，将接收器连接到数据收集器上，将数据收集器连接到计算机上，构成DIS实验系统。(2)打开数据收集器电源和变位传感器发射器部分的电源，打开教材专用软件，单击实验项目中的“测量移动物体的位移和速度”，将出现“变位-时间”坐标。(3)单击“开始记录”，把小车放到轨道上，使其滑动

12、。数据收集完成后，单击“停止记录”以获取变位时间映像。从点的方向可以大致知道汽车随时间的位移规律。(4)拖动滚动条以将对应于汽车运动状态的S-T图像放置在显示区域的中间，然后单击“拟合”以获得随时间变化的位移曲线。(5)单击“区域选择”按钮以在S-T图像中选择研究区域。单击鼠标以确定研究区域的“起点”。再次单击以查看研究区域的“端点”。软件界面左下角的数据窗口显示研究区域内S-T图形的初始变位、结束变位、时间差和速度值。(6)单击“v-t图像”以查看与研究区域中的S-T图像相对应的v-t线。l你们的物语：如果实验中得到的S-T图是曲线，v-t图像是直线而不是水平的，那么问题的原因是什么？答：说

13、明小车没有等速直线运动，所以要调整动态轨道的倾斜度，重新做实验。(e)摘要，整理想法让学生谈论牙齿的收获(知识性、能力、爱好等)。(稍微)(六)扩大协会和课外探索l还知道代替传统测量工具示例的现代测量工具吗？l设计：DIS变位传感器在哪个测量范围内的数字更准确？l设计：如何使用DIS变位传感器测量书的体积和实验表的面积？l设计：寻找做等速直线运动的其他物体，或者尽可能自己制作等速直线运动，然后用DIS检查，测量等速直线运动还是速度大小？l设计：使用DIS研究以下物体的运动：来源：纪律网络sS0tSSt0SSt0tSSt0SS0tttSS0ttSS0t附录：1，DIS配置(DISLabV5.0)

14、(1)传感器：将实验测量的各种物理量转换为标准传记信号，并传递给数据收集器。DIS附带各种传感器，如下表所述。传感器名称度量衡分钟电流传感器-1a到1a10mA电压传感器-10v至10v 来源：Z xx k.Com10mV微电流传感器-1 a至1 a/温度传感器-10 1100.1压力传感器0到300kpa0.1 kPa力传感器20N/10N0.1N磁感应强度传感器15mT0.1mT变位传感器0-200厘米1毫米光电门传感器/0.01毫秒来源：Z*xx*k.Com声波传感器100Hz至1KHz1毫秒光学强度传感器/1毫米G-M传感器40000cpm(最大计算率)1cpm传感器和数据收集器(2)

15、数据收集器：将实验中通过传感器收集的传记信号转换为数字信号，然后传送到计算机。DIS数据收集器可以使用4路并行输入同时连接4个传感器。(3)电脑(包括实验包):通过实验包的教材专用软件和教材通用软件，可以采用数值显示、图表、曲线等多种方式表示实验数据，并根据需要对实验数据进行数据统计、数据公式计算、曲线猜测和拟合等多种分析和处理。2、DIS实验系统块图表：电脑数据收集器传感器电脑数据收集器传感器教材专用软件教材通用软件力传感器音响传感器温度传感器压力传感器变位传感器电流传感器电压传感器微电流传感器磁感应强度传感器光电门传感器光学强度传感器G-M传感器配置DIS系统3、介绍如何使用传感器：(1)

16、电流传感器：与电流表类似使用时，将电流传感器连接到电路。如果要测试的电流从电流传感器的红色线流入，黑色线流出，则显示的值为正值。相反，显示负值。(2)微电流传感器：通常用于定性观察实验，使用方式类似于电流传感器。(3)电压传感器：与电压表类似使用时，将电压传感器并行放置在电路上。如果电压传感器的红色线连接到电路的高前卫端，黑色线连接到低前卫端，则显示的值为正值。相反，显示负值。(4)压力传感器：用于测量气体压力，其读数为绝对压力值，无需通过气压换算。使用时，应确保测试的气体容器与压力传感器正面的软管紧密连接。(5)温度传感器：温度传感器的使用方法类似于传感器金属探针顶部的温度计，使用时要确保被测试的物体充分接触到这里。(6)音响传感器：音响传感器的敏感设备位于传感器正面，使用时应与声源匹配。(7)变位传感器：由超声波发射模块和接收模块组成。使用时，将变位接收模块连接到数据收集器，将变位发送模块固定在移动的物体上，或者直接用作钟摆、跌落等移动的物体。(8)力传感器：