物理：1.3《實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度》教案（新人教版必修1）

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111 1.4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度 整體設(shè)計(jì) 物理是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)是學(xué)生獲取知識(shí)，進(jìn)行知識(shí)創(chuàng)新的重要手段，是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣、科學(xué)態(tài)度和提高學(xué)生終身學(xué)習(xí)能力的重要途徑.本課是高中第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課，應(yīng)向?qū)W生介紹實(shí)驗(yàn)室要求及安全注意事項(xiàng).讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)中的地位和作用，掌握物理實(shí)驗(yàn)的一些基本技能，會(huì)使用基本的實(shí)驗(yàn)儀器，能獨(dú)立完成物理實(shí)驗(yàn).本教學(xué)設(shè)計(jì)重在讓學(xué)生體驗(yàn)物理實(shí)驗(yàn)的過程，培養(yǎng)他們正確的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，感受實(shí)驗(yàn)的樂趣.將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與其他教學(xué)內(nèi)容緊密地結(jié)合在一起的教學(xué)形式是本教學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)特點(diǎn).實(shí)驗(yàn)課以學(xué)生活動(dòng)為主、教師合理指導(dǎo).本節(jié)課為后續(xù)實(shí)驗(yàn)——探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律作鋪墊.本節(jié)課要求學(xué)生通過教科書和閱讀“說明卡”觀察儀器，掌握使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄時(shí)間和位移的技能，并運(yùn)用這一技能測定平均速度，畫出v-t圖象.了解圖象研究物理問題的方法. 教學(xué)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. 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)法畫圖象的能力. 時(shí)間安排 2課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能 1.了解電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、差異及功能. 2.能夠閱讀產(chǎn)品說明書，掌握打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法. 3.初步學(xué)會(huì)從紙帶上獲取時(shí)間和位移等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，測定物體的運(yùn)動(dòng)速度. 4.學(xué)會(huì)建立物體運(yùn)動(dòng)的vt圖象. 過程與方法 1.通過實(shí)驗(yàn)探究過程，了解物理學(xué)的研究方法，培養(yǎng)學(xué)生信息收集和處理能力，分析、解決問題能力和交流、合作能力. 2.初步了解用圖象描述和研究物理過程的方法，體會(huì)數(shù)學(xué)在物理知識(shí)中的應(yīng)用. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的科學(xué)精神. 2.在探討問題的過程中，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)與他人合作，交流思想，感受團(tuán)隊(duì)精神，體驗(yàn)探索的樂趣. 課前準(zhǔn)備 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、電火花計(jì)時(shí)器、紙帶（每小組兩條）、透明塑料刻度尺（長度在30 cm以上）、學(xué)生電源（使用4 V——6 V交流電壓擋）、導(dǎo)線若干、自制課件. 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 活動(dòng)導(dǎo)入 1.同桌之間，一位同學(xué)手拿一支彩色畫筆，另一位同學(xué)牽動(dòng)一條寬約1 cm的長紙帶，使紙帶在筆下沿著直線緩慢向前移動(dòng).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，對相鄰兩點(diǎn)所表示的時(shí)間有沒有影響？ 2.兩位同學(xué)競走比賽，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)沙袋一起競走，然后通過他們的漏沙情況來判斷他們的勻速運(yùn)動(dòng)情況和加速情況. 問題導(dǎo)入 古時(shí)候由于生產(chǎn)力不發(fā)達(dá),計(jì)時(shí)的方法是滴水法和日影法等原始的方法.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，今天的計(jì)時(shí)方法既有鐘表一般的計(jì)時(shí)器，還有精度極高的光電計(jì)時(shí)器.在實(shí)驗(yàn)中我們還用到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器外接交流電源的頻率為50 Hz時(shí)，打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為多少？而美國、加拿大及日本的西部地區(qū)常用的交流電頻率是60 Hz，若接在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器上，打出的紙帶上相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔又為多少？ 推進(jìn)新課 測定物體的速度并不是一件容易的事情，特別是當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度在不斷變化時(shí)，測定某時(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)的速度的測量問題. 教師引導(dǎo)：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.直接測量物體運(yùn)動(dòng)的速度在技術(shù)上是比較復(fù)雜的，我們在測量時(shí)可以嘗試通過測量物體運(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. 一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，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.（如圖1-4-1） 圖1-4-1 提出要求：課件展示電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的大幅實(shí)物照片，方便教師的講解和學(xué)生的討論交流. 請同學(xué)們觀察一下，閱讀其使用說明書，說說它的工作原理. 歸納總結(jié)：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，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？ 學(xué)生通過閱讀學(xué)習(xí)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作原理，能夠總結(jié)歸納： 工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場方向，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). 課堂訓(xùn)練 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期取決于（ ） 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 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變化的周期，與所用交流電源的電流方向變化周期相對應(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50 Hz，則交流電的周期為1/50 s=0.02 s.我國使用的交流電的頻倒數(shù)，即若使用電源的頻率為50 Hz，則交流電的周期為頻率統(tǒng)一為50 Hz. 答案：B 二、電火花計(jì)時(shí)器 教師布置學(xué)生對照儀器看說明書，引導(dǎo)學(xué)生注意其重點(diǎn)：觀察打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并閱讀說明書，明確電火花計(jì)時(shí)器的結(jié)構(gòu)、各部分的名稱、工作原理及使用方法.如圖1-4-2. 圖1-4-2 課件展示：課件投影電火花計(jì)時(shí)器的實(shí)物照片，讓學(xué)生對照實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)物說出各部分的名稱. 師生歸納總結(jié)：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（20 mm700 mm）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. 學(xué)習(xí)了兩種打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，應(yīng)留給學(xué)生充足的時(shí)間對它們進(jìn)行比較，思考并交流討論得出結(jié)論，體驗(yàn)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的用途，感受實(shí)驗(yàn)的樂趣. 交流與討論 從原理上考慮，電火花計(jì)時(shí)器與電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器相比，哪個(gè)更好些，誤差可能會(huì)更?。? 學(xué)生猜想：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)它的操作簡易，使用安全可靠（脈沖放電電流平均值不大于5 μA）. 三、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 教師指導(dǎo)學(xué)生自主閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)步驟提示.學(xué)習(xí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用方法，對學(xué)生講清注意事項(xiàng)及安全問題. 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)間是如何對應(yīng)的，怎樣將紙帶上的點(diǎn)變成相關(guān)的數(shù)據(jù)？ 根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作，讓學(xué)生體會(huì)操作過程的樂趣.指導(dǎo)學(xué)生解決實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題. 交流與實(shí)踐 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？ 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. 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？ 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. 補(bǔ)充1.可能是復(fù)寫紙?jiān)摀Q新的了. 補(bǔ)充2.可能是振動(dòng)片的振幅太小，可調(diào)整振動(dòng)片的位置. 補(bǔ)充3.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. 補(bǔ)充4.所選的電壓在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. 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？ 因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是按間歇工作設(shè)計(jì)的，故長期工作可能會(huì)因線圈發(fā)熱而損壞. 課件展示：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. 教師設(shè)疑：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？ 學(xué)生答疑：共（n-1）個(gè). 課件展示：展示某同學(xué)打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，并提出問題：怎樣根據(jù)紙帶上的點(diǎn)跡計(jì)算紙帶的平均速度？ 學(xué)習(xí)歸納總結(jié)：測出兩個(gè)點(diǎn)間的距離，數(shù)一下這兩個(gè)點(diǎn)間共有多少個(gè)時(shí)間間隔，即有多少個(gè)0.02 s，用這個(gè)總距離去除以所需用的時(shí)間. 課堂訓(xùn)練 打在紙帶上的點(diǎn)，記錄了紙帶的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.如果把紙帶和運(yùn)動(dòng)的物體連接在一起，紙帶上的點(diǎn)就相應(yīng)地表示出運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)刻的位置.研究紙帶上的點(diǎn)子之間的間隔，就可以了解運(yùn)動(dòng)物體在不同時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移，從而了解物體的運(yùn)動(dòng)情況.請你用簡短的語言描述圖1-4-3所示每條紙帶記錄的物體的運(yùn)動(dòng)情況. 圖1-4-3 解答：（a）(b)的各點(diǎn)分布較為均勻，是勻速運(yùn)動(dòng)，但從點(diǎn)子的疏密程度來看，(b)上的點(diǎn)子較稀疏，所反映的物體運(yùn)動(dòng)較快，速度較大.（c）表示物體運(yùn)動(dòng)得越來越快，速度在增大，（d）表示物體運(yùn)動(dòng)得越來越慢，速度在減小. 四、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度 通過以上知識(shí)的學(xué)習(xí)，尤其是通過紙帶的數(shù)據(jù)處理，我們可以求解紙帶上某段時(shí)間的平均速度.但是，如何來求解某點(diǎn)的瞬時(shí)速度呢？ 提出要求：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——測量手拉紙帶在幾個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度. 1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)原理的探究：能否測算出物體在相鄰幾段相等時(shí)間內(nèi)的平均速度？ 學(xué)習(xí)思考并回答：可以利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，從紙帶上先求出位移和時(shí)間，再根據(jù)速度公式 v=，算出每段平均速度. 2.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的探究 提問：瞬時(shí)速度如何測量呢？ 學(xué)生思考并交流討論得出在極短時(shí)間內(nèi)，平均速度可近似代替某點(diǎn)的瞬時(shí)速度.訓(xùn)練學(xué)生利用物理概念和規(guī)律解決實(shí)際問題的能力.估計(jì)學(xué)生會(huì)不知如何入手，教師可根據(jù)實(shí)際情況加以提示引導(dǎo). 3.引導(dǎo)學(xué)生列出所需器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟. 學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，列出實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并互相交流討論. 4.要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)所得數(shù)據(jù)畫出物體的v-t圖象，對數(shù)據(jù)分析后得出相關(guān)結(jié)論.各實(shí)驗(yàn)小組充分交流討論，初步制定出實(shí)驗(yàn)方案，設(shè)計(jì)好表格.指導(dǎo)學(xué)生理順實(shí)驗(yàn)思路，培養(yǎng)他們交流、合作的能力. 在實(shí)驗(yàn)方案和表格的設(shè)計(jì)上，可能個(gè)別小組會(huì)出現(xiàn)一些困難，鼓勵(lì)他們多進(jìn)行交流討論. 五、用圖象表示速度 圖象是研究物理問題中經(jīng)常使用的一種數(shù)據(jù)處理方式，圖象法處理數(shù)據(jù)直觀、方便，圖象法在生活中也有廣泛的應(yīng)用，例如氣溫的變化、股票的跌漲、學(xué)習(xí)成績的浮動(dòng)等等都可以用圖象簡便地表示出來.圖象是表示變化規(guī)律的好方法.我們也可以用圖象來描述物體的速度變化情況，那么怎樣用圖象來表示物體運(yùn)動(dòng)的速度呢？ 指導(dǎo)學(xué)生自主閱讀課文并思考. 學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)歸納出用圖象法表示物體運(yùn)動(dòng)的速度的方法： 在方格紙上建立直角坐標(biāo)系，用縱坐標(biāo)表示物體運(yùn)動(dòng)的速度，用橫坐標(biāo)表示時(shí)間，根據(jù)表中各時(shí)刻的速度.將（v,t）作為一組坐標(biāo)在圖象中描點(diǎn)，將點(diǎn)連線后得出的圖象稱為速度—時(shí)間圖象（v-t圖象），簡稱速度圖象. 作圖訓(xùn)練：要求學(xué)生用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測得數(shù)據(jù)填寫的表格作出圖象——速度時(shí)間圖象. 手拉紙帶的數(shù)據(jù) 距離d/m 時(shí)間t/s 速度v/(ms-1) 0.029 0 0.10 0.29 0.038 3 0.20 0.38 0.044 9 0.30 0.45 0.045 9 0.40 0.46 0.045 9 0.50 0.46 0.056 0 0.60 0.56 0.057 8 0.70 0.58 0.056 2 0.80 0.56 0.057 8 0.90 0.58 0.057 4 1.00 0.57 0.058 8 1.10 0.59 學(xué)生具體操作，縱坐標(biāo)表示速度、橫坐標(biāo)表示時(shí)間，建立平面直角坐標(biāo)系.教師指導(dǎo)學(xué)生畫v-t圖象時(shí)，橫軸、縱軸單位長度的確定要根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最大值、最小值合理選取，使描繪的v-t圖象能充滿坐標(biāo)平面的大部分空間. 學(xué)生具體描點(diǎn). 教師引導(dǎo)學(xué)生雖然可以根據(jù)所描的點(diǎn)的走向大致看出紙帶速度的變化規(guī)律，但為了更加清晰地反映規(guī)律，可把這些點(diǎn)用折線連起來. 學(xué)生在老師的提示和幫助下連線. 教師引導(dǎo)：速度的變化應(yīng)該是比較平滑的，所以，如果是用一條平滑的曲線來“擬合”這些點(diǎn)，曲線反映的規(guī)律應(yīng)該與實(shí)際情況更接近. 教師指導(dǎo)學(xué)生換用紅色筆用平滑的線將剛才描過的點(diǎn)再重新描畫一遍.如圖1-4-4. 手拉紙帶的速度—時(shí)間圖象（示例） 圖1-4-4 點(diǎn)評：通過指導(dǎo)學(xué)生親手作出vt圖象可以使學(xué)生充分體會(huì)圖象法處理數(shù)據(jù)的直觀性、方便性.要求學(xué)生根據(jù)作出的圖象描述手拉紙帶的速度變化情況.物理圖象是一種特殊、形象的語言和工具，是研究物理問題的重要手段，在本環(huán)節(jié)讓學(xué)生切實(shí)感受這一點(diǎn). 課堂訓(xùn)練 在學(xué)校舉行的秋季運(yùn)動(dòng)會(huì)上，某同學(xué)獲得了高一級(jí)100 m賽跑的第一名，他的成績是 12.01 s.按照你的估計(jì)畫出他在比賽過程中的v-t圖象.（思考提示：這位同學(xué)賽跑時(shí)的速度從始至終都是不變的嗎？如果有變化，你估計(jì)是怎樣的變化？把這種變化用圖線表示出來時(shí)，要考慮哪些描述運(yùn)動(dòng)的物理量？） 解答：100 m賽跑時(shí)該同學(xué)的速度不是從始至終不變的.起跑時(shí)從靜止開始加速，速度迅速增大，然后以大致相等的速度完成后段路程. 該運(yùn)動(dòng)員的v-t圖象如圖1-4-5. 圖1-4-5 圖線要求具有的特征： 1.速度圖線必須從零開始. 2.能反映開始的加速段和后來的勻速段，圖線前段較陡，后段較平. 3.圖線至少有12 s，面積約為100 m，可通過數(shù)格的方法進(jìn)行，大于半格的算一個(gè)，小于半格的不算. 課堂小結(jié) 電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是記錄運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間間隔內(nèi)位移的儀器. v-t圖象：表示做直線運(yùn)動(dòng)物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律.某段時(shí)間圖線與時(shí)間軸圍成的面積值表示該段時(shí)間內(nèi)物體通過的位移大小.形狀一樣的圖線，在不同圖象中所表示的物理規(guī)律不同. 布置作業(yè) 1.教材第24頁“問題與練習(xí)”第2、3題. 2.利用第4題提供的方法，與同桌合作，自制模擬打點(diǎn)計(jì)時(shí)器. 板書設(shè)計(jì) 4 實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測速度 一、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 1.原理 2.構(gòu)造 3.使用注意事項(xiàng) 二、電火花計(jì)時(shí)器 1.原理 2.構(gòu)造 3.使用注意事項(xiàng) 三、練習(xí)使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器 四、用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測量瞬時(shí)速度 五、用圖象表示速度 活動(dòng)與探究 課題：利用位移傳感器測物體間的距離與速度. 內(nèi)容：如圖1-4-6所示是運(yùn)動(dòng)傳感器的原理圖，這個(gè)系統(tǒng)由A、B兩個(gè)小盒組成的，A盒裝有紅外線發(fā)射器和超聲波發(fā)射器，B盒裝有紅外線接收器和超聲波接收器，A盒被固定在運(yùn)動(dòng)的小車上.測量時(shí)A向B同時(shí)發(fā)射一個(gè)紅外線脈沖和一個(gè)超聲波脈沖，B盒接收到紅外線脈沖時(shí)開始計(jì)時(shí)，接收到超聲波脈沖時(shí)停止計(jì)時(shí).若兩者的時(shí)間差為t1,空氣中的聲速為v0. 圖1-4-6 問題：（1）A與B之間的距離為多少？（紅外線的傳播時(shí)間不計(jì)） （2）經(jīng)過短暫的Δt后，進(jìn)行第二次測量，此時(shí)的時(shí)間差為t2,A與B之間的距離又為多少？ （3）運(yùn)動(dòng)物體的速度是多少？ 參考解析：（1）A與B之間的距離為：x1=v0t1. （2）經(jīng)過短暫的Δt后，進(jìn)行第二次測量，此時(shí)的時(shí)間差為t2,A與B之間的距離為x2=v0t2. （3）運(yùn)動(dòng)物體的速度是:v==v0. 習(xí)題詳解 1.解答：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器引起的誤差較大.因?yàn)殡姶糯螯c(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)瞬時(shí)要阻礙紙帶的運(yùn)動(dòng). 2.解答：（1）紙帶左端與重物相連.（2）A點(diǎn)和右方鄰近一點(diǎn)的距離Δx=7.010-3 m,時(shí)間Δt=0.02 s，Δt很小，可以認(rèn)為A點(diǎn)速度v==0.35 m/s. 3.解答：(1)甲物體有一定的初速度，乙物體初速度為0. （2）甲物體速度大小不變，乙物體先勻加速、勻速，最后勻減速運(yùn)動(dòng). （3）甲、乙物體運(yùn)動(dòng)方向都不改變. 4.解答：紙帶速度越大，相鄰兩點(diǎn)的距離也越大.紙帶速度與相鄰兩點(diǎn)時(shí)間無關(guān). 設(shè)計(jì)點(diǎn)評 本教學(xué)設(shè)計(jì)明確了本節(jié)課程的主題，圍繞教材中提出的幾個(gè)問題，逐一在學(xué)生中展示討論，在充分交流的基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生探究問題的興趣，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)并自己總結(jié)歸納儀器的構(gòu)造、原理等.在實(shí)驗(yàn)中自主了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)原理、紙帶如何記錄運(yùn)動(dòng)信息，為后面進(jìn)一步探究物體的運(yùn)動(dòng)打下基礎(chǔ).在實(shí)驗(yàn)過程中，注意培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生用多種手段處理問題的能力，積極體現(xiàn)了新課程“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的理念.尤其對速度時(shí)間圖象的教學(xué)，采用了根據(jù)測量數(shù)據(jù)學(xué)生實(shí)際親手繪制并總結(jié)方法的形式，讓學(xué)生切實(shí)感受了過程的重要性，感受了圖象處理數(shù)據(jù)的方便性、直觀性. 111