《实验：用打点计时器测速度》教案

1、PAGE8实验：用打点计时器测速度一、教材分析本节课为实验课，目的是让学生自主探究学习打点计时器的使用方法，测定物体牵引纸带的速度，并尝试用图象的方法来表示速度随时间变化的关系根据瞬时速度是在无限短时间内的平均速度的思想方法，让学生用求平均速度的方法，粗略表示物体运动的瞬时速度教材这样处理更进一步加深了上节课对平均速度和瞬时速度概念的理解二、教学目标1了解打点计时器的计时原理，理解纸带中包含的物体运动的信息（时间、位移）2会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度3明确速度时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度时间图象，能从图象中获取有用的信息三、教

2、学重点1学会使用打点计时器2能根据纸带计算物体运动的瞬时速度3会用描点法描绘物体的速度时间图象，并从中获取物理信息四、教学难点处理纸带的方法，用描点法画图象的能力五、教学过程新课导入测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的，如上下飞舞的蝴蝶，要确定它某一时刻的速度是很困难的我们现在只研究直线运动的速度的测量问题当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息直接测量物体运动的速度在技术上是比较复杂的，我们在测量时可以尝试通过测量物体运动的时间和位移，再经过计算或作图来判断物体的运动情况在实验

3、中，我们可以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间来计算物体运动的速度以及速度的变化快慢新课教学师：在以上的活动中，同学们认识到了打点和漏沙可以体现物体运动的快慢今天我们就来学习用打点计时器测定物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来一、电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读其使用说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法电磁打点计时器是一种使用交流电源的计时仪器，工作电压为4V

4、时，它每隔打一次点通电以前，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，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，即为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【交流与讨论】电磁打点计时器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，的交流电，打点的时间间隔为这个值正好是电源频率

5、的倒数二、电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书，引导学生注意其重点：观察打点计时器并阅读说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法电火花计时器电火花计时器它可以代替电磁打点计时器使用使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片（直径约38mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20mm700mm）从弹性卡和纸盘轴之间的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间这样当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动，当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面

6、）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也可以重复使用，应注意降低实验成本【交流与讨论】从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小生：电火花计时器可能会更好些，因为电磁打点计时器中振针和纸带间的摩擦会更大些教师评论并系统总结师：电火花计时器使用中运动阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致（脉冲周期不大于50s，这一方面也远优于电磁打点计时器），同时它的操作简易，使用安全可靠（脉冲放电电流平均值不大于5A）师：打点计时器能记录哪些信息生：时

7、间和位移下面的时间交给学生自主探究三、练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据【交流与讨论】师：怎样根据纸带上的点迹计算纸带的平均速度生：测出两个点间的距离，数一下这两个点间共有多少个时间间隔，即有多少个，用这个总距离去除以所需用的时间【课堂训练】出示题目：四、用打点计时器测量瞬时速度思想方法：用某段时间内的平均速度粗略代表这段时间内的某点的瞬时速度所取的时间间隔越接近该点，这种描述方法越准确可以大致表示E点的瞬时速度，D、F两点离E点越近，、F两点距离过小则测量误

8、差增大，应该根据实际情况选取这两个点学生根据粗略表示某点瞬时速度的方法，选择合适的计数点，测量包含这个点的一段时间内的位移，同时记录对应的时间t，填入设计好的表1中【课堂训练】出示题目：计算图中几个点的瞬时速度五、用图象表示速度师：刚才我们从上表中的数据可以粗略看出我们自己手拉纸带运动的速度变化情况，图象是表示变化规律的好方法，我们可以用图象来描述物体的速度变化情况，那么怎样用图象来表示物体运动的速度呢请同学们先看课文并回答生：在方格纸上建立直角坐标系，用纵坐标表示物体运动的速度，用横坐标表示时间，根据表中各时刻的速度，将（v，t）作为一组坐标在图象中描点，将点连线后得出的图象称为速度时间图象（v-t图象），简称速度图象学生具体操作描点师：我们从根据实测数据所描的点，可以从这些点的走向大致看出纸带速度的变化规律师：为了更清晰，你可以把这些点用折线连起来在老师的提示和帮助下连线师：速度的实际变化应该是比较平滑的，所以，如果用一条平滑的曲线来“拟合”这些点，曲线反映的规律应该与实际情况更接近指导学生换用红色笔用平滑的线将刚才描过的点再重新描画一遍师：我们现在来观察图象，可以更形象直观