2019-2020年高中物理第一章第四节《打点计时器》教学设计新人教版必修1

1、2019-2020 年高中物理 第一章第四节打点计时器教学设计新人教版必修 1一、 概述用打点计时器测速度是普通高中课程标准试验教科书物理必修 1 1 中第一章第四节。本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，讲解了两种打点计时器的构造、工作原理和使用方法。本次试验的学习 能够使学生养成良好的实验习惯和实验态度，培养学生多想、多看、 多动手的能力。二、 教学目标1 1、知识与技能：（1 1） 掌握打点计时器的工作原理及其使用方法。（2 2） 理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移），掌握对纸带 上记录的原始数据进行处理的能力。（3 3） 明确速度一时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出

2、该实验中的速度一时间图象，能从图象中获取有用的信息。（4 4） 能测定平均速度，画出 v-tv-t 图象，通过图象来分析物体的运动 情况。2 2、过程与方法：（1 1） 能分析、处理实验过程中出现的问题。（2 2） 能通过画 v-tv-t 图象处理数据即学会运用数学方法处理物理问题。（3 3） 掌握建立图像的一般规律，了解用图象研究物理问题的方法。（4 4） 掌握在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度这一近似方法。3 3、情感、态度和价值观：（1 1）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生活实际的意识。（2 2）经历实验

3、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 3）体验用图象的方法描述物理现象的乐趣，培养用数学方法处理 物理问题的意识及敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神。（4 4 ）培养合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望， 养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯。三、学习者特征分析：1 1、学生是刚进入高一的青少年，思维活跃，有一定的独立思考处理 问题的能力。2 2、学生在初中阶段通过物理基本知识的学习，对物理已经有了初步 的了解与认识。3 3、本节课为高中第一节实验课，经过本次课堂的学习学生对于物理 世界会有了一个新的认识和渴望发现。4 4、学生在将理论与实践相结

4、合的方面仍有所欠缺，需在教学过程中 得到加强。四、教学重点、难点及其策略： 1 1、教学重点及其教学策略：重点：打点计时器的使用方法。 策略：通过实验探索、观察思考和实际演练来加深理解。2 2、教学难点及其教学策略：难点：对纸带上记录的原始数据进行处理。测定瞬时速度，画出 v-tv-t 图象，并通过图象来分析物体的运动 情况。策略：采用边讲边做的方式，遇到问题让学生多思考，激发他们探究 的热情，并引导学生试着解决这些问题。教师加强示范作用， 学生规范训练。五、教学资源多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带、刻度尺、坐标纸.六、教学设计教师活动学生活动点评1.引入新课：打

5、点计时器首先是一种计时仪 器。提问：中国作为世界四 大文明古国之一，发明计时 器的历史很悠久。从古至今 你知道哪些计时器？日晷是利用阳光投影的计时器， 壶漏又称漏壶是用漏水的 方法，观测“刻箭”的昼夜 计时器。日晷、壶漏、手表、大 钟、体育比赛中用的电 子计时器、原子钟-通过对文明古国计时史的介 绍以及新中国原子钟的发 明来增强对祖国的热爱中国虽然在很早就发明了 各种计时仪器，走在世界的 前列。然而却在世界科技蓬 勃发展的清代却没有抓住 机遇，没有大的建树，基本 是仿造国外的各种计时器。 为什么？自大对科学技术不重视 没有安疋的社会环境对于我们学生来讲就不能骄傲 自大，要相信科学技术反对迷 信

6、，同时也要珍惜目前良好的社 会环境，学好本领，将来为祖国 建设贝献自己的力量。下面介绍国外两位与计时 器发展有关的重要人物介绍伟大科学家，使学生能有伟 大的梦想，激发他们对学习的热1、 意大利科学家伽利略Galileo 1564-1642（1583 年伽利略发现了著 名“摆的等时性学说”继而 发明了动摆，被用作钟的调 节器）2、 荷兰物理学家惠更斯Huyge ns 1629-1695（1656 年惠更斯成功地制 作了第一个有摆的钟）情。今天我们就来研究一种新的计 时器，它就是打点计时器讲授新课1、打点计时器的构造：下面让我们来认识一下打点计 时器（用实物投影仪展示两种打 点计时器）并对照讲解打

7、点计时 器的结构以及各个组成部分的 名称。一边听、一边看、一边认、一边想、一些活泼、好动的学生会提出各 种问题，教师要及时帮助学生解 决认知过程中产生的各种疑问， 保护他们对未知知识的追求热 情。2、打点计时器的原理 打点计时器是怎么工作的呢？ 展示附图 2当线圈通以 50 赫的交流电时， 线圈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，振动片的一端 装有打点针，当纸带从针尖下通 过时。便打上一系列点。这就是 打点计时器的原

8、理。小组讨论，学生代表回答。学生回答、补充。学生回答、补充、纠正。这里可以米用教师边诱导，学生 边回答的方式。同学们你们知道：相邻点之间对 应的时间为多少？5 个间距对应的时间为多少 秒？相邻点之间对应的时间为0. 02 秒。5 个间距对应的时间为 0. 10 秒。及时表扬回答正确的学生， 对于 回答有误的学生也要鼓励思考：1、 可不可以用稳恒直流电？为什么？2、 可不可以用 100 赫的交流 电？如果可以那相邻点之间对应的时间为多少？不可以，振动片不会上下振 动，可以，时间为 0. 01 秒3、打点计时器的操作教师边讲解、边操作1安装好复写纸并将打点计 时器固定在桌子边缘或铁 架台上。2将纸

9、带穿过限位孔并从复写纸圆片下穿过。3将打点计时器接入 50 Hz 交流电源，从交流 4 V 开始，观察 振动片振动情况，若振动片振 幅较小，再升高电压至 6V。4打点计时器工作，待 12s再拖动纸带打出点。观察点迹 是否清晰，打完点后，立即关 闭电源。学生先认真观察、认真听 讲、然后再自己动手操作。冃疋会出现：纸带上打不出 点或点迹颜色过淡，那可以 先请学生自己尝试着解决 实验过程中出现的各种问 题教师应知：在纸带上打不出点或点迹颜色 过淡情况下， 纠正的对策大致有 三种： 1、电源电压较低（4 V） 情况下，可适当调高；2、调整 复写纸位置或更换复写纸；3、调整打点计时器。振动片没有工 作在

10、共振情况下。可拧松螺钉， 适当调整振动片位置，紧固后观 察振幅，若达到或接近共振状态 即可正常工作。如果振动片振动 较大仍打不出点，可调整振针的 位置，直至打出点为止。若振针 向下调节过长，则打点针打点的 声音过大，且易出现双点，调节 时要仔细，有的学生可能将打点 计时器错接到学生电源的直流 电源上（非稳压电源），也能在 纸带上打出点迹，这是因为直流输出为单向脉动电流，频率为 100Hz,会导致数据处理时发生 错误。4、利用打点计时器测瞬时速度：什么是瞬时速度？如何测瞬时速度？教师讲解：在极短的时间内物体 的瞬时速度近似等于这段时间 内的平均速度。你认为极短的时间是多少？学生回答、补充。学生回

11、答、补充、纠正（0. 02 秒，0. 10 秒都可以看成是极短的时间）学生回答调动他们的积极性此关系一定要认真讲解。飞 E 学生分别每隔 0. 10 算出该 *点的瞬时速度 V,并填写在注意长度测量的误差、有效数字 问题D F 两点的时间极短，故可以 将 DF间的位移 S 除以时间 t , 认为是 E 点的瞬时速度 V1如”何作v学生回答、补充、纠正教师要耐心的听、及时表扬教师总结画图步骤：画 v-t 图象时，横轴、纵轴单位1、 画出纵横坐标2、 选择合适的单位3、 确定合适的最小分度4、 对照表格在坐标纸上描出点5、 用一条平滑的曲线来“拟合”描出的各点（教师在学生实际演练的过程 中要及时巡

12、视，发现问题及时纠 正，如果问题具有普遍性那要及 时讲评。）学生自己动手按步骤进行 实验画好 v-t 图象及时利用实物 投影仪进行交流，并由学生 进行点评。长度的确定要根据实验数据的 最大值、最小值合理选取，使描 绘的图象 v-t 能充满坐标平面 的大部分空间。教师再进行最后点评。本课小结：1、 打点计时器的构造2、 打点计时器的原理3、 打点计时器的操作4、 利用打点计时器测瞬时速度：5、 如何作 v-t 图象？学生回答、补充。学生回答、补充、纠正可以让学生自己归纳总结，有不 到之处教师再帮助总结。布置作业1、认真复习利用打点计时 器测瞬时速度的各个知识点2、完成实验报告4 4 实验：用打点

13、计时器测速度1、 打点计时器的构造4、利用打点计时器测瞬时速度2、 打点计时器的原理在极短的时间内物体的瞬时速度近似等于这段时间内的平均速度3、 打点计时器的操作5、如何作 v-t 图象七、教学总结正如设计思路中所谈到的一样，本课是高中阶段的第一堂涉及实验的课程，而且一个是既重要又较难的实验，上好本堂课是很不容易的， 请注意以下几个关键点：1 1、打点计时器的原理及数据处理。2 2、 教师要能熟练处理实验过程中出现的各种问题。（如：打不出点或 点迹颜色过淡等）3 3、如何作好 v-tv-t 图象？及作图的一般步骤。附表:手拉纸带的速度一时间图象实验：用打点计时器测速度距离 d/m时间 t/s速

14、度 v/ (m- s-1)作图（或粘贴坐标纸）2019-2020 年高中物理第一章走进物理课堂之前导学案新人教版必修 1物理（1）走进物理课堂之前学习目标：1、了解物理问题的研究策略2、培养学习物理的科学态度3、激发学习物理的兴趣知识链接：频闪仪的使用方法学习内容：阅读课本 15 页学法指导：第一阶段：独立阅读、思考后得出结论 第二阶段：与同桌交流优化结论 学习小结：把学习感受和所得结论表达出来达标检测：1、研究落体运动规律的思路是什么？2、历史上哪些人对落体运动规律进行过研究？物理学与人类文明学习目标：1、了解物理学的研究对象及学科特点2、了解物理学的意义3、了解物理学发展史4、激发学习物理

15、的兴趣知识链接：1、初中阶段物理课程的主要内容是些什么？2、实际生活、生产中有哪些现象、技术与物理学有关？ 学习内容：阅读课本 17 页学法指导： 第一阶段：独立阅读、思考后得出结论 第二阶段：与同桌交流优化结论学习小结：把学习感受和所得结论表达出来达标检测：1、物理学的研究对象是什么？2、物理学是一门 _，也是一门 _ 、 _的科学，在物理学研究中形成的 _ 、_和_ ，已经越来越广泛 地 应用 于 其他 学科 ，进 而 极大 地 丰富 了人 类对 _ ， 极 大地 推 动了_ ，极大地促进了 _。3、物理学对科学技术的影响有哪些？4、物理学在促进社会进步方面有哪些贡献？5、物理学在改变人的

16、思维观念方面有哪些作用？质点 参考系和坐标系学习目标：1、知道质点、参考系的概念2、理解物体能被视为质点的条件并能判定哪些物体能看作质点3、能用直线坐标系描述物体的位置及位置变化4、掌握理想化方法的基本思想知识链接：1、地球的半径是多少？2、日地距离是多少？学习内容：阅读课本 811 页学法指导：第一阶段：独立阅读、思考后完成第11 页问题与练习第二阶段：与同桌交流学习结果学习小结： 把学习重点、难点书面表达出来 达标检测：1、_ 称为机械运动，机械运动是自然界中最简单、最基本的一种运动形式。2、在以下两种情况下物体能被视为质点：（1）_ ；（2）_ 。3、参考系是为了描述物体的运动而预先 _

17、的物体， 同一个物体的同一个运动过程，选择不同的参考系，观察结果 _ 。4、在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（ ）A 研究地球的自转B 研究乒乓球的旋转C.研究火车从北京运行到上海D 研究悬挂的轻绳下系着的小钢球的摆动5、 下列情况中，可以将所研究的物体抽象成质点模型的是（）A. 裁判员研究跳水运动员在空中的翻滚动作，人可看成质点B. 研究“和谐号”火车全程运行的平均速度，车可看成质点C. 研究自转中的地球的转动快慢，地球可看成质点D. 教练员研究乒乓选手发球时球的旋转，球可看成质点6、 在研究物体的运动时，下列研究对象中不可以当做质点处理的是（）A.中国网球女双队员李婷、孙甜甜在第28

18、届雅典奥运会上获得金牌，在研究她们发出的网球时B. 研究雅典奥运会首金得主一C. 研究哈雷慧星绕太阳公转时7、研究下列问题时，可以把物体看成质点的是（A.研究火车通过黄河铁路大桥所用的时间C.研究汽车从天津到北京的时间8、 下列关于质点的说法中正确的是（）杜雨打出的子弹时D.用 GPS 定位系统研究汽车的位置时）B.研究人在汽车上的位置D.研究汽车通过某一路标所用的时间B.有很小的物体才能看成是质点A.只有体积很小的物体才能看成是质点C.质点一定代表一个小球D.当物体大小远小于运动的距离时，可以把物体看成质点9、在研究下述运动时，能把物体看作质点的是（）A 研究绕地球飞行的航天飞机B 研究汽车

19、后轮上一点的运动情况的车轮C.研究在水平推力作用下沿水平地面运动的木箱D 研究小孩沿滑梯下滑E.手榴弹被抛出后的运动轨迹F. 对于汽车的后轮，在研究车的牵引力来源时G. 地面上放一只木箱，在上面的箱角处用水平力推它，在研究它是先滑动还是先翻转时。H 研究乒乓球运动员在比赛过程中打出的乒乓球I、研究子弹的弹道曲线时，可将子弹看成质点。J 研究调整飞船的飞行姿态时，可将飞船看作质点。10、 某校高一的新同学分别乘两辆汽车去市公园游玩。两辆汽车在平直公路上运动，甲车内一 同学看见乙车没有运动， 而乙车内一同学看见路旁的树木向西移动。 如果以地面为参考系， 那 么， 上述观察说明 （ ）A.甲车不动，

20、乙车向东运动 B.乙车不动，甲车向东运动C.甲车向西运动，乙车向东运动D.甲乙两车以相同的速度都向东运动11、 甲、乙、丙三架观光电梯，甲中乘客看高楼向下运动，乙中乘客看甲向下运动，丙中乘客看甲、乙都向上运动，这三架电梯相对地面运动情况可能是（）12、小说镜花缘第七十九回中，宝云问奶公：“家乡有什么趣闻？”奶公说：“前几天刮了一阵大风，把咱们家的一口井忽然吹到墙外去了”你认为，对“井在运动”的参照物判 断，错误 的是（ ）2时间和位移学习目标：1、能区分状态量和过程量2、能区分矢量和标量3、能区分时间和时刻A.甲向下、乙向下、丙向下C.甲向上、乙向上、丙向上B.甲向下、乙向下、丙向上A. 井B

21、.奶公C.13、关于参考系的选择，以下说法中正确的是A 参考系必须选择静止不动的物体C.参考系就是不动的物体墙D.风（ ）B 任何物体都可以被选作参考系D .参考系必须是和地面连在一起的物体04、能区分位移和路程5、能运用直线坐标系分析直线运动的位置和位移知识链接：1、怎样建立直线坐标系？2、什么是路程？学习内容：阅读课本 12 14 页学法指导：第一阶段：独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来第二阶段：完成第 14 页问题与练习第三阶段：独立完成达标检测第四阶段：与同桌交流优化结论学习小结：把学习感受和存在问题表达出来达标检测：1、 什么是状态量？什么是过程量？2、 哪些物理量是状态量，哪些

22、物理量是过程量？3、什么是矢量？矢量的运算遵循什么原则?4、哪些运动位移和路程在数值上相等?5、 下列物理量中，属于矢量的是（）A.质量B.时间C.路程D.速度6、 下列描述中，属于时刻的有（）A、第三秒内；B、第二节课；C、曲靖至昆明的城际列车 13 点离站；D、5 秒内7、 a、b、c 三个质点在 x 轴上运动，它们的位移一时间图象如图所示，下列说法正确的是（ ）A、在 0 t3时间内，三个质点位移相同B、在 0 t3时间内，质点 c 的路程比质点 b 的路程大C、 质点 a 在时刻 t2改变运动方向，质点 c 在时刻 t1改变运动方向D、在 t2t3这段时间内，三个质点运动方向相同8、下

23、列说法中正确的是（、）A、对同一运动物体，位移和路程二者大小一定相等B、对同一运动物体，位移和路程二者大小一定不相等C、位移是矢量，路程是标量D、位移是标量，路程是矢量9、 某同学在水平路面上先向北行走30 米，再向东行走 40 米。该同学整个过程中走过的路程是_米，所发生的位移是 _ 米，位移的方向是 _ 。10、 某同学沿半径为 10 米的圆弧形路线（如图中实线）从 A 点运动到 B 点的过程中，所通过的路程是 _米，所发生的位移是_ 米。11、 一个小球从离地 10 米高处落下，与地碰撞后反弹到离地 4米高处，在此过程中小球所 通过的路程是 _ 米，位移是 _ 米，位移方向。12、 某同

24、学的家到学校的直线距离为1000m,但他从家出发步行到学校， 要先向东走 400m，然后再向北走 600m，最后再向东走 400m 才能到达学校，如图所示。则他从家到学校的位移大 小为_ m，走过的路程为m。3运动快慢的描述一一速度学习目标：1、会通过位置坐标的变化量计算位移2、知道描述运动快慢的两种方法3、知道速度的概念及匀速度直线运动速度的定义4、掌握比值法定义物理量的过程及特点5、了解平均速度的定义方法等效法，掌握平均速度的计算方法。6、能区分平均速度和瞬时速度，能区分速度和速率。7、理解匀速直线运动的定义。知识链接：1、什么是位移 ?2、怎样计算变化量？ 学习内容： 阅读课本 1518

25、 页 学法指导： 第一阶段：独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来 第二阶段：完成第 18 页问题与练习 第三阶段：独立完成达标检测 第四阶段：与同学交流优化结论学习小结： 把学习感受和所得结论表达出来达标检测：1、匀速直线运动的位移与时间有什么关系？2、平均速度是矢量还是标量？3、推导 1m/s 等于多少 km/h ？4、平均速度与瞬时速度的关系是什么？5、 为提高百米赛跑运动员的，教练员分析了运动员跑百米全程的录相带， 测得：运动员在前 7s 跑了 61m,7s 末到 7.1s 末跑了 0.92m，跑到终点共用 10.8s，则下列说法错误的是（ ）A.运动员在百米全过程中的平均速度是9.2

26、6m/s B.运动员在前 7s 的平均速度是 8.71m/sC.运动员在 7s 末的瞬间时速度约为 9.2m/sD.无法知道运动员在 7s 末的瞬间时的速度6、子弹以 900m/s 的速度从枪筒射出，汽车在北京长安街上行驶，时快时慢，20min 行驶了 18km，汽车行驶的速度是 54km/h，则（）A.900m/s 是平均速度 B.900m/s 是瞬时速度 C.54km/h 是平均速度 D.54km/h 是瞬时速度7、 2001 年 11 月 28 日，在纽约举行的世界杯游泳比赛中，我国女蛙王罗雪娟在50 m 蛙泳比赛中，以 30 秒 68 获得金牌.高科技记录仪测得她冲刺终点的速度为40

27、m/s.则她在 50 m 的运动中平均速度约为（）A.20 m/sB.1.63 m/sC.4.0 m/sD.1.70 m/s8、 我国运动员刘翔获得雅典奥运会110 米栏冠军，成绩是 12 秒 91 在男子 110 米跨栏中夺 得金牌，实现了我国在短跑中多年的梦想。是亚洲第一人。刘之所以能够取得冠军，取决于他在 110 米中的（）A.某时刻的瞬时速度大B.撞线时的瞬时速度大C.平均速度大D.起跑时的加速度大1 19、 短跑运动员 100m 赛跑中，测得 5s 末的速度是 9ms , 10s 末到达终点时速度是10.2ms。则运动员在全程内的平均速度是（）1 11 1A、9 ms ； B、9.6

28、 ms ； C、10 ms ； D、10.2 ms 。10、 我国著名的田径运动员刘翔多次在国际比赛中为国争光。在奥运会的110m 栏的决赛中，终点处有一站在跑道侧面.的摄影记者用照相机给他拍摄最后冲刺的身影，摄影记者使用的 照相机的光圈（控制进光量的多少）是 16，快门（曝光时间）是 s,得到照片后测得照片中刘 翔的身高为 h,胸部模糊部分的宽度为L,已知刘翔的身高为 H。由以上数据可以知道刘翔的（）A.110m 栏成绩B.冲线速度C.110m 内的平均速度D.110m 栏比赛过程加速度的大小11、 物体通过两个连续相等位移的平均速度分别为V1=10m/s , V2=15m/s，则物体在整个

29、运动过程中的平均速度是（）A.12.5m/sB.12m/sC.12.75m/sD.11.75m/s12、 沿平直公路行驶的汽车，在开始的1km 位移内的平均速度大小为2m/s，紧接着的1km 位移内的平均速度大小为3m/s，则在这两千米位移内的平均速度大小为 _m/s,合_km/h。13做变速直线运动的物体，若前一半时间的平均速度为V1,后一半时间的平均速度为V2,则它在全程的平均速度是 _。 4用打点计时器测速度学习目标：1、掌握两种打点计时器的结构和使用方法2、能用极限方法测量纸带上各点对应的瞬时速度并绘出速度图像3、掌握匀速直线运动的速度图像特点知识链接：1、平均速度是怎样定义的？2、图

30、像产生的步骤有哪些？学习内容：阅读课本 15 18 页学法指导：第一阶段：独立阅读、思考后把存在问题书面表达出来第二阶段：与同学交流优化结论第三阶段：完成第 18 页问题与练习第四阶段：独立完成达标检测第五阶段：与同学交流改错学习小结：把学习感受和所得结论表达出来达标检测：1、 电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，根据打点计时器打出的纸带，我们可以从纸带上直接得到的物理量是（）A.时间间隔B.位移C.平均速度D.瞬时速度2、 一同学在使用打点计时器时，纸带上点不是圆点而是一些短线，这可能的原因是（）A.接在直流电源上B.电源电压不稳C.电源频率不稳D.打点针压得过紧3、在如图所示打点计

31、时器实物图中标出各部分的名称。4、关于计数点的下列说法中，不正确.的是（ ）A. 用计数点进行测量和计算，既方便，又可减少误差B. 相邻计数点间的时间间隔应是相等的C.相邻计数点间的距离应当是相等的D.计数点是从计时器打出的实际点中选出来，相邻计数点间点痕的个数相等5、 打点计时器的电源频率为 50Hz 时，振针每隔 _ s 打一个点。现用打点计时器测定物体的速度，当实际的电源频率低于50Hz 时，如果仍按 50Hz 来计算，则测得的速度值将比真实值偏_ 。9、为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学采用了加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置（如图所示）.实验时，平衡小车与木板之间的摩擦力后，在6、打点计时器所用电源为，当电源频率为 50H z,振针每