《4 实验：用打点计时器测速度》 第1课时 教学设计【高中物理必修1（人教版）】

1/64《实验：用打点计时器测速度》教学设计教学目标1.了解打点计时器的结构、理解打点计时器的工作原理，知道使用打点计时器的注意事项。2.理解根据纸带测量速度的原理，学会粗略测量瞬时速度。3.理解速度—时间图像的意义，掌握描点法画图像的方法。教学重难点教学重点平均速度的定义、瞬时速度的定义、v-t图像教学难点瞬时速度的定义、v-t图像教学准备多媒体课件、打点计时器教学过程引入新课教师口述：上节课我们学习了平均速度、瞬时速度及速率的定义，请大家回忆一下。教师设问：我们应该怎样来测量平均速度和瞬时速度呢？讲授新课一、电磁打点计时器教师活动：展示电磁打点计时器的图片、讲解打点计时器的结构。教师活动：讲解电磁打点计时器的工作条件。使用交流电源，由学生电源供电，工作电压在6V以下。当电源的频率是50Hz时，它每隔0.02s打一个点。教师活动：演示电磁打点计时器的使用，并讲解电磁打点计时器使用的注意事项。二、电火花打点计时器教师活动：展示电火花打点计时器的图片，讲解电火花打点时器的结构。教师活动：讲解打点计时器的使用使用时，墨粉纸盘套在纸盘轴上，把纸带穿过限位孔。当接通电源、按下脉冲输出开关时，计时器发出的脉冲电流经放电针、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。当电源频率是50Hz时，每隔0.02s打一次点。电火花纸带运动时受到的阻力比较小，实验误差也就比较小。教师活动：演示电火花打点计时器的使用，并讲解其注意事项。三、练习使用打点计时器1.了解打点计时器的结构，然后把它固定在桌子上。2.把纸带装好。3.启动电源，用手水平地拉动纸带，纸带上就打出一行小点。随后立即关闭电源。4.取下纸带，从能够看清的某个点开始，往后数出若干个点。如果数出n个点，这些点划分出来的间隔数是多少？由此计算出纸带从第一个点到第n个点的运动时间。5.用刻度尺测量出第一个点到第n点的距离。在进行实际测量之前，自己设计一个表格，用来记录以上测量值。四、用打点计时器测量瞬时速度E点在D、G两点之间，D、G两点间的平均速度我们可以求出。E点的瞬时速度我们可用这DG间的平均速度代替，这样虽然不是很精确，在要求不是很精确的情况下也未尝不可。不过，如果把包含E点在内的间隔取得小一些，例如取图中的DF线段，那么经过D、F两点所用的时间Δt就会变短，用两点间的位移Δx和时间Δt算出的平均速度代表纸带在E点的瞬时速度，就会精确一些。D、F两点离E点越近，算出的平均速度越接近E点的瞬时速度。师生活动：学生测量手拉纸带的瞬时速度，教师作必要指导。1.从纸带起始点0算起，后面每3个点取一个计数点；2.测量各计数点到起始点0的距离x，记录在表格中；位置0123456…x/mΔx/mΔt/sv/(m/s)3.计算两相邻计数点间的位移Δx，同时记录对应的时间Δt；4.根据Δx和Δt算出的速度值就可以代表在Δx这一区间内任意一点的瞬时速度。将算出的各计数点的速度值记录在表格中。五、速度-时间图像物体运动的速度随时间变化的情况可以用图像来直观表示。以时间t为横轴，速度v为轴，坐标中的图像即为速度—时间图像或v-t图像。如图所示某物体运动的时间图像，A、C、D及图像中描出的其他点为实验所测物体的瞬时速度。而实验测得的点总是有限的，不可能是无限多个点。我们如何得知物体在实验中两个测量瞬时速度之间某时刻的瞬时速度？从图像中我们可以看出物体速度的变化幅度及变化趋势，如果在速度-时间图像中用平滑的曲线将所测点连起来，就可以估测实验中没有测出的点的速度。学生活动：学生思考速度-时间图像所包含的信息。速度时间图像可读出已经测定的瞬时速度的大小和方向。从速度时间图像可估测未测定瞬时速度时刻的瞬时速度。速度-时间图像表达出了瞬时速度的大小和方向。速度为正则与速度的方向与坐标系正方向相同，速度为负则与坐标系正方向相反。典题剖析一、速度的测量例1在“匀变速直线运动规律”的实验中，某同学打出了一条纸带。已知实验中使用的电源频率是50Hz，他按打点的先后顺序，从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，分别标为O、A、B、C、D，如图所示，则：（1）相邻两计数点间的时间间隔为________s。（2）打C点时的瞬时速度大小为________m/s。（结果保留两位小数）答案：（1）0.10（2）0.38解析：（1）频率为50Hz，每隔0.02s打一个点，由于每五个点取作一个计数点，可知相邻两计数点间的时间间隔为0.10s。（2）打C点的速度二、速度-时间图像例2是甲、乙两物体