物理必修14 实验：用打点计时器测速度教学设计

这是一份物理必修14 实验：用打点计时器测速度教学设计，共4页。教案主要包含了教学目标，重点难点，教学安排，三维目标，教学过程，典型例题等内容，欢迎下载使用。

1．了解两种打点计时器的结构和工作原理，学会安装和使用。
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—时间图象的意义，掌握描点法画图象的方法。
【重点难点】
重点：1．打点计时器的使用。
2．由纸带计算物体运动的瞬时速度。
3．画物体的速度—时间图象。
难点：1．对纸带数据的处理。
2．图象的画法及对图象理解。
【教学安排】3课时
【三维目标】
知识与技能：
1、了解电磁打点计时器和电火花计时器的构造、差异及功能。
2、能够阅读产品说明书，掌握打点计时器的使用方法。
3、初步学会从纸带上获取时间和位移等实验数据信息进行处理，测定物体的速度。
4、学会建立物体运动v—t图。
过程与方法：
1、通过实验探究过程，了解物理学的研究方法，培养学生信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作能力。
2、初步了解用图象描述和研究物理过程的方法，体会数学在物理知识中的应用。
情感态度和价值观：
1、在实验活动中，培养学生严谨的科学态度和实事求是的科学精神。
2、在探讨问题的过程中，鼓励学生主动与他人使用，交流思想，感受团队精神，体验探索的乐趣。
【教学过程】
（一）打点计时器
电磁打点计时器原理：被交变磁场磁化的振片在永久磁铁的作用下振动，振针打在复写纸上使纸带上打出一系列的点。
电火花计时器原理：
（二）练习使用打点计时器
（步骤详见课本P22）
〖思考与讨论〗
注意：1．电源电压要符合要求：
2．实验前要检查打点的稳定性和清晰程度，必要时要进行调节或更换器材。
3．应先接通电源，待打点稳定时再拉动纸带。
4．手拉纸带时，速度应快一些，以防止点迹太密集。
（三）用打点计时器测量瞬时速度
测量方法：某点E的瞬时速度可以粗略地由包含E点在内的两点间的平均速度来表示。
说明：理论上讲如果这两点离E点越接近（即Δt越短），这个平均速度越接近E点的瞬时速度，但是实际操作时距离太小会使测量误差增大，应该根据实际情况选取这两个点。
（四）用图像表示速度（直线运动）
为了更直观地反映物体的运动情况，我们可以用v-t图象来表示速度随时间的变化规律。
1．v-t图象的画法
以速度v为纵轴，时间t为横轴建立直角坐标系，根据计算出的不同时刻对应的瞬时速度值，在坐标系中描点，最后用平滑曲线把这些点连接起来就得到了一条能够描述速度v与时间t关系的图象。
思考：怎样画出速度—时间图象？为什么要用平滑的曲线“拟合”？

2．v-t图象的信息（在第二章总结）
⑴任一时刻速度的大小和方向
⑵速度的变化情况及相应的时间
……
例：（P26：问题与练习T3）
要求：根据v-t图象叙述物体的运动情况。
典例5：
【典型例题】
典例1：一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（ D ）
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
典例2：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（ AB ）
A．时间间隔 B．位移 C．平均速度 D．瞬时速度
典例3：在用打点计时器测定小车速度的实验中得到一条纸带，如图所示，从比较清楚的点开始，每五个打印点取一个计数点，分别表明0、1、2、3…，量的0与1两点间的距离s1＝30mm，2与3两点间的距离为s3＝48mm，则小车在0与1两点间的平均速度v1＝ 0.3 m/s，在2与3两点间的平均速度v3＝ 0.48 m/s，据此可判断小车做 加速 运动。
总结：注意每两个计数点间的时间间隔。
典例4：打点计时器的电源频率为50Hz时，振针每隔 0.02 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 大 。
总结：根据公式分析哪些量的变化对结果带来怎样的影响。
典例5：
【作业】
电磁打点计时器
电火花计时器
电源电压
4～6V的交流电
220V的交流电
电源频率
频率为50Hz，每隔0.02s打一个点
特 点
纸带运动时受到的阻力小，比电磁打点计时器实验误差小