2022年高中物理必修一教案：1-4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)速度（1）

《2022年高中物理必修一教案：1-4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)速度（1）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2022年高中物理必修一教案：1-4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)速度（1）（5頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2022年高中物理必修一教案：1-4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器側(cè)速度（1） 課題 1.4實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度（1） 課型 新授課 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. 過程與方法 1．通過學(xué)生自己看打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說明書，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力． 2．通過實(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．培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力，體會(huì)處理問題的方法． 3．通過畫速度一時(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．

2、 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)過程，體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的艱辛與喜悅，并樂于探索自然界的奧妙． 3．培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的精神，有將自己的見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． 重點(diǎn) 難點(diǎn) 重點(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 教學(xué)難點(diǎn)：處理紙帶的方法． 教具 準(zhǔn)備 多媒體課件、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器、學(xué)生電源、導(dǎo)線、紙帶、刻度尺、坐標(biāo)紙． 課時(shí) 安排 一課時(shí) 教學(xué)過

3、程與教學(xué)內(nèi)容 教學(xué)方法、教學(xué)手段與學(xué)法、學(xué)情 引入： 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． 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?cè)跍y(cè)量時(shí)可以嘗試通過測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移，再經(jīng)過計(jì)算或作圖來判斷物體的運(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，我們可以通過測(cè)量位移和時(shí)間來計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)的速度以及速度的變化快慢． 【課堂活動(dòng)一】 作為同桌的兩位同學(xué)合作，簡(jiǎn)易模

4、擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器． 1．同桌兩位同學(xué)之間，一位同學(xué)手拿一枝彩色畫筆，另一位同學(xué)牽動(dòng)一條寬約1cm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，看誰牽動(dòng)紙帶的速度變化最?。胍幌?，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)間有沒有影響? 【說明】以上探究活動(dòng)目的是讓學(xué)生體驗(yàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通過打點(diǎn)達(dá)到計(jì)時(shí)目的的原理． 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)間間隔沒有影響． 【課堂活動(dòng)二】 師：在以上的活動(dòng)中，同學(xué)

5、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． 一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對(duì)照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀其使用說明書，明確電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、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，把紙帶穿過限位孔，再把套在軸上的復(fù)寫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

6、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面不斷變化，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局期一致，即為0.02s．位于振片一端的振針就跟著上下振動(dòng)起來，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． 02s.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

7、器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說明書，明確兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法．使用時(shí)電源插頭直接插在交流220V插座內(nèi)，將裁成圓片(直徑約38mm)的墨粉紙盤的中心孔套在紙盤軸上，將剪切整齊的兩條普通有光白紙帶(20mmX700mm)從彈性卡和紙盤軸之間的限位槽中穿過，并且要讓墨粉紙盤夾在兩條紙帶之間．這樣當(dāng)兩條紙帶運(yùn)動(dòng)時(shí)，也能帶動(dòng)墨粉紙盤運(yùn)動(dòng)，當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時(shí)，放電火花不至于始終在墨粉紙盤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

8、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? 【總結(jié)】：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50μs，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)． 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器能記錄時(shí)間和位移的信息。 【課堂訓(xùn)練】 1、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于…

9、………………………………( ) A．交流電壓的高低 B．交流電的頻率 C．永久磁鐵的磁性強(qiáng)弱 D．振針與復(fù)寫紙間的距離 答案：B 解析：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期，即振針擊打復(fù)寫紙和紙帶的周期，從它利用電磁感應(yīng)打點(diǎn)的原理可知，振針是由振片帶動(dòng)振動(dòng)的，而振片上下振動(dòng)的周期就是線圈中磁場(chǎng)變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周期相對(duì)應(yīng)．也就是交流電的周期，等于交流電的頻率的倒數(shù)，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為1/50s＝0．02s．我國使用的交流電的頻倒數(shù)，即若使用電源的頻率為50Hz，則交流電的周期為頻率統(tǒng)一為50 Hz。 三．

10、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)問題，學(xué)生討論實(shí)踐后回答． 問題1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶的位置? 生：將復(fù)寫紙?zhí)自趶?fù)寫紙定位銷上，推動(dòng)調(diào)節(jié)片，可調(diào)節(jié)復(fù)寫紙位置．將紙帶從復(fù)寫紙圓片下穿過。 問題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)其原來位置． 生2：可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了． 生3：可能是振動(dòng)

11、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． 問題3．開啟電源打點(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下穿過，打點(diǎn)時(shí)墨粉盤不隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng)，電火花只將墨粉盤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，打過一條紙帶后要將墨

12、粉盤轉(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，墨粉盤會(huì)隨紙帶轉(zhuǎn)動(dòng)，電火花將墨粉盤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．墨粉盤上面的一條紙帶沒有點(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． 師：處理紙帶時(shí)，從能夠看清的某個(gè)點(diǎn)開始，往后數(shù)出若干個(gè)點(diǎn)。如果數(shù)出n個(gè)點(diǎn)，這些點(diǎn)劃分出來的時(shí)間間隔數(shù)是多少? 生：共(n一1)個(gè)． 學(xué)生親自手拉紙帶練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，自己設(shè)計(jì)表格，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)．

13、 情景模擬 體會(huì)總結(jié) 總結(jié)說明 說明情況 具體介紹 討論交流 調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性 練習(xí)鞏固 合作交流 過程討論 板書 §1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)速度 1．電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器：靠電磁感應(yīng)帶動(dòng)探針振動(dòng)通過復(fù)寫紙打點(diǎn) 2．電火花計(jì)時(shí)器：靠產(chǎn)生電火花放電蒸發(fā)墨粉打點(diǎn) 3．計(jì)時(shí)器的使用：注童使用方法和領(lǐng)悟注童事項(xiàng) 教學(xué) 反思