高一物理必修1教案用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度
用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，是高一物理的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)，下面學(xué)習(xí)啦小編為你整理了高一物理必修1教案用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度，希望對(duì)你有幫助。
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【教材分析】
物理學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué).本節(jié)課為實(shí)驗(yàn)課，目的是讓學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法，測(cè)定物體牽引紙帶的速度，并嘗試用圖象的方法來(lái)表示速度隨時(shí)間變化的關(guān)系.根據(jù)瞬時(shí)速度是在無(wú)限短時(shí)間內(nèi)的平均速度的思想方法，讓學(xué)生用求平均速度的方法，粗略表示物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.教材這樣處理更進(jìn)一步加深了上節(jié)課對(duì)平均速度和瞬時(shí)速度概念的理解.當(dāng)然這種用平均速度代替瞬時(shí)速度的方法，在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中有它的準(zhǔn)確性，這要在下一章中學(xué)習(xí)，在此可不必要向?qū)W生介紹這種結(jié)論性的知識(shí)，以免沖淡學(xué)習(xí)重點(diǎn)，加重學(xué)生負(fù)擔(dān).本節(jié)課旨在讓學(xué)生學(xué)到科學(xué)實(shí)驗(yàn)中探究的方法，而不是注重探究的結(jié)果多么完美，所以千萬(wàn)不能讓學(xué)生養(yǎng)成不尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)、拼湊實(shí)驗(yàn)結(jié)果的習(xí)慣.要讓學(xué)生在親身體驗(yàn)描點(diǎn)法作圖象的思想方法，向?qū)W生講清圖象的橫、縱坐標(biāo)，描點(diǎn)法，圖象的物理意義.要充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，讓學(xué)生積極參與.教師要補(bǔ)充一些更為典型的、學(xué)生非常熟悉的、不一定是物理方面的圖象，要突出圖象的直觀性，使學(xué)生對(duì)圖象的作用有更多、更深入的了解，為本節(jié)建立物理圖象來(lái)分析、尋找物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律打下基礎(chǔ).
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)與技能
1.了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理，理解紙帶中包含的物體運(yùn)動(dòng)的信息(時(shí)間、位移).
2.會(huì)安裝并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，理解根據(jù)紙帶測(cè)量速度的原理并測(cè)量瞬時(shí)速度.
3.明確速度—時(shí)間圖象的物理意義，描點(diǎn)法畫(huà)圖象的方法，并畫(huà)出該實(shí)驗(yàn)中的速度—時(shí)間圖象，能從圖象中獲取有用的信息.
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【過(guò)程與方法】
1.通過(guò)學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)明書(shū)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力.
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出物體的運(yùn)動(dòng)信息，用數(shù)學(xué)方法表述出來(lái).培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會(huì)處理問(wèn)題的方法，領(lǐng)悟如何間接測(cè)一些不能直接測(cè)量的物理量的方法.
3.通過(guò)畫(huà)速度—時(shí)間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力，體驗(yàn)數(shù)學(xué)工具在物理發(fā)展中的作用.
4.體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中理性思維的重要，既要?jiǎng)邮郑獎(jiǎng)幽X.
5.經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物體運(yùn)動(dòng).
情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.感受打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的巧妙設(shè)計(jì)思路，體會(huì)物理原理在解決實(shí)際問(wèn)題中的指導(dǎo)作用，增強(qiáng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活實(shí)際的意識(shí).
2.經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的艱辛與喜悅，并樂(lè)于探索自然界的奧妙.
3.體驗(yàn)用圖象的方法描述物理現(xiàn)象的樂(lè)趣.培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)方法處理物理問(wèn)題的意識(shí).培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神.
4.培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的精神，有將自己的見(jiàn)解與他人交流的愿望，養(yǎng)成在合作中既堅(jiān)持原則又尊重他人的習(xí)慣.
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【教學(xué)重點(diǎn)，難點(diǎn)】
1.學(xué)會(huì)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
2.能根據(jù)紙帶計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度.
3.會(huì)用描點(diǎn)法描繪物體的速度—時(shí)間圖象，并從中獲取物理信息.
教學(xué)難點(diǎn)
處理紙帶的方法，用描點(diǎn)法畫(huà)圖象的能力.
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【教學(xué)過(guò)程】
[新課導(dǎo)入]
測(cè)定物體的速度并不是一件很容易的事情，特別是當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度在不停變化時(shí)，測(cè)定某時(shí)刻的速度更是比較困難的，如上下飛舞的蝴蝶，要確定它某一時(shí)刻的速度是很困難的.我們現(xiàn)在只研究直線運(yùn)動(dòng)的速度的測(cè)量問(wèn)題.
當(dāng)物體沿直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其位移在不斷變化，要研究物體的運(yùn)動(dòng)，我們首先要準(zhǔn)確記錄物體運(yùn)動(dòng)的信息.直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度在技術(shù)上是比較復(fù)雜的，我們?cè)跍y(cè)量時(shí)可以嘗試通過(guò)測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，再經(jīng)過(guò)計(jì)算或作圖來(lái)判斷物體的運(yùn)動(dòng)情況.在實(shí)驗(yàn)中，我們可以使用秒表和尺子，直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度太快時(shí)，采用這種方法的測(cè)量誤差較大.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就是一種記錄物體運(yùn)動(dòng)位移和時(shí)間信息的儀器，我們可以通過(guò)測(cè)量位移和時(shí)間來(lái)計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度以及速度的變化快慢.
高一物理用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度教案【課堂活動(dòng)】
作為同桌的兩位同學(xué)合作，簡(jiǎn)易模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.
1.同桌兩位同學(xué)之間，一位同學(xué)手拿一枝彩色畫(huà)筆，另一位同學(xué)牽動(dòng)一條寬約1 cm的長(zhǎng)紙帶，使紙帶在你的筆下沿著直線緩慢向前移動(dòng).你按照一定的時(shí)間間隔點(diǎn)擊紙帶(比如每秒1次，或每秒2次)，比比看，看誰(shuí)牽動(dòng)紙帶的速度變化最小.想一想，相鄰兩點(diǎn)的距離跟牽動(dòng)紙帶的速度有什么關(guān)系?牽動(dòng)紙帶的快慢不均勻，對(duì)相鄰兩點(diǎn)所表示的時(shí)間有沒(méi)有影響?
2.兩位同學(xué)競(jìng)走比賽，為了比較他們的運(yùn)動(dòng)情況，現(xiàn)在讓每位同學(xué)都提著底部穿孔、漏沙比較均勻的兩個(gè)沙袋一起競(jìng)走，然后通過(guò)他們的漏沙情況來(lái)判斷他們的勻速運(yùn)動(dòng)情況和加速情況.
以上兩個(gè)探究活動(dòng)目的是讓學(xué)生體驗(yàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通過(guò)打點(diǎn)達(dá)到計(jì)時(shí)目的的原理.
學(xué)生做完后討論.
生：相鄰兩點(diǎn)間的距離隨著牽動(dòng)紙帶的速度的增大而加大.紙帶運(yùn)動(dòng)的快慢不均勻，點(diǎn)子的間隔也不均勻，但對(duì)相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔沒(méi)有影響.
生：參加競(jìng)走的兩人若運(yùn)動(dòng)快慢比較穩(wěn)定，則漏沙比較均勻，若加速運(yùn)動(dòng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)快的時(shí)候漏沙少，慢的時(shí)候漏沙多.
[新課教學(xué)]
師：在以上的活動(dòng)中，同學(xué)們認(rèn)識(shí)到了打點(diǎn)和漏沙可以體現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)的快慢.今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定物體運(yùn)動(dòng)速度的方法，并用圖象把這些速度形象地表示出來(lái).
一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說(shuō)明書(shū)，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀其使用說(shuō)明書(shū)，明確電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱(chēng)、工作原理及使用方法.
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用交流電源的計(jì)時(shí)儀器，如圖1-4-1所示.工作電壓為4 V～6 V.當(dāng)電源的頻率是50 Hz時(shí)，它每隔0.02 s打一次點(diǎn).通電以前，把紙帶穿過(guò)限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫(xiě)紙片壓在紙帶的上面.當(dāng)接通電源時(shí)，線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)使振動(dòng)片(由彈簧鋼制成)磁化，振動(dòng)片的一端位于永久磁鐵的磁場(chǎng)中.由于振動(dòng)片的磁極隨著電流方向的改變而不斷變化，在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下，振動(dòng)片將上下振動(dòng)，其振動(dòng)周期與線圈中的電流變化周期一致，即為0.02 s.位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來(lái).這時(shí)，如果紙帶運(yùn)動(dòng)，振針就在紙帶上打出一系列小點(diǎn).
【交流與討論】
電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用低壓交流電源工作，大家想一想能不能使用直流電源，為什么?
生：工作原理中是靠電流方向的改變來(lái)改變磁鐵的磁場(chǎng)方向，從而促使振動(dòng)片上下振動(dòng)，并且振動(dòng)片的振動(dòng)周期與電源的電流變化周期一致.若使用50 Hz的交流電，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02 s.這個(gè)值正好是電源頻率的倒數(shù).
二、電火花計(jì)時(shí)器
教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說(shuō)明書(shū)，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說(shuō)明書(shū)，明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱(chēng)、工作原理及使用方法.
電火花計(jì)時(shí)器電火花計(jì)時(shí)器的外形如圖1-4-2所示，它可以代替電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用，也可以與簡(jiǎn)易電火花描跡儀配套使用.
使用時(shí)電源插頭直接插在交流220 V插座內(nèi)，將裁成圓片(直徑約38 mm)的墨粉紙盤(pán)的中心孔套在紙盤(pán)軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20 mm×700 mm)從彈性卡和紙盤(pán)軸之間的限位槽中穿過(guò)，并且要讓墨粉紙盤(pán)夾在兩條紙帶之間.這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤(pán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開(kāi)關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤(pán)的同一位置而影響到點(diǎn)跡的清晰度.也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶(位于下面)做實(shí)驗(yàn)，還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實(shí)驗(yàn);墨粉紙可以使用比較長(zhǎng)的時(shí)間，一條白紙帶也可以重復(fù)使用，應(yīng)注意降低實(shí)驗(yàn)成本.
【交流與討論】
從原理上考慮，電火花計(jì)時(shí)器跟電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，哪個(gè)更好些，誤差可能會(huì)更小?
生：電火花計(jì)時(shí)器可能會(huì)更好些，因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?
教師評(píng)論并系統(tǒng)總結(jié).
師：電火花計(jì)時(shí)器使用中運(yùn)動(dòng)阻力極小，這種極小阻力來(lái)自于紙帶運(yùn)動(dòng)的本身，而不是打點(diǎn)產(chǎn)生的，因而系統(tǒng)誤差小，計(jì)時(shí)精度與交流電源頻率的穩(wěn)定程度一致(脈沖周期不大于50 μs，這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器)，同時(shí)它的操作簡(jiǎn)易，使用安全可靠(脈沖放電電流平均值不大于5 μA).
師：打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄哪些信息?
生：時(shí)間和位移.
下面的時(shí)間交給學(xué)生自主探究.
三、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示.
指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，并引導(dǎo)學(xué)生思考：紙帶上的點(diǎn)與小車(chē)的位移和時(shí)間是如何對(duì)應(yīng)的，怎樣將紙帶上的點(diǎn)變成相關(guān)的數(shù)據(jù)?
【交流與討論】
針對(duì)問(wèn)題，學(xué)生討論實(shí)踐后回答.
問(wèn)題1.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫(xiě)紙和紙帶的位置?
生：將復(fù)寫(xiě)紙?zhí)自趶?fù)寫(xiě)紙定位銷(xiāo)上，推動(dòng)調(diào)節(jié)片，可調(diào)節(jié)復(fù)寫(xiě)紙位置.將紙帶從復(fù)寫(xiě)紙圓片下穿過(guò).
問(wèn)題2.振針打的點(diǎn)不清晰或打不出點(diǎn)可能是哪些原因?怎樣調(diào)整?
生1：可檢查壓紙框的位置是否升高，而阻礙了振動(dòng)片，振針打不到紙帶上，可將壓紙框向下壓恢復(fù)其原來(lái)位置.
生2：可能是復(fù)寫(xiě)紙?jiān)摀Q新的了.
生3：可能是振動(dòng)片的振幅太小，可調(diào)整振動(dòng)片的位置.
生4：可能是振針的位置太高，調(diào)整振針的位置，直到打出點(diǎn)為止.
生5：我選的電壓在4 V和6 V的情況下，打點(diǎn)的清晰度有點(diǎn)差別，電壓高的時(shí)候稍清晰，所以可調(diào)高一點(diǎn)電壓.
問(wèn)題3.開(kāi)啟電源打點(diǎn)完畢后要及時(shí)關(guān)閉電源，這樣做有什么好處?
生：因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是按間歇工作設(shè)計(jì)的，故長(zhǎng)期工作可能會(huì)因線圈發(fā)熱而損壞.
投影展示：電火花計(jì)時(shí)器的紙帶安裝方法(讓學(xué)生閱讀)：
使用電火花計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)，安裝紙帶的方法有兩種：一種是用一條紙帶從墨粉盤(pán)下穿過(guò)，打點(diǎn)時(shí)墨粉盤(pán)不隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng)，電火花只將墨粉盤(pán)上某一位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上，打出的點(diǎn)跡顏色較淡，打過(guò)一條紙帶后要將墨粉盤(pán)轉(zhuǎn)一角度再打另一條紙帶.學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)可采用這一方法.另一種是用兩條紙帶，將墨粉盤(pán)夾在中間，拖動(dòng)紙帶時(shí)由于兩條紙帶的摩擦作用，墨粉盤(pán)會(huì)隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng)，電火花將墨粉盤(pán)上不同位置的墨粉蒸發(fā)到紙帶上，所以打出的點(diǎn)跡顏色較重.墨粉盤(pán)上面的一條紙帶沒(méi)有點(diǎn)跡，可重復(fù)使用.用一條紙帶打點(diǎn)時(shí)，紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦阻力較小，用兩條紙帶打點(diǎn)時(shí)摩擦阻力較大.不管用哪種方法，打完紙帶后應(yīng)立即切斷電源.