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文檔簡介
1、教學(xué)根本信息課題新課標(biāo)人教版必修第一章 4用打點計時器測速度指導(dǎo)思想與理論依據(jù)以問題引導(dǎo)學(xué)生,以質(zhì)疑吸引學(xué)生,以探究活動帶動學(xué)生,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的 綜合能力。采用探究式教法和情景創(chuàng)設(shè)教學(xué)法,以學(xué)生合作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)為 主,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。教材分析通過對打點計時器的了解,掌握其使用方法。平均速度和瞬時速度是本節(jié)的 難點,教材用極限的思想,從平均速度過渡到瞬時速度。加強(qiáng)對瞬時速度的理解, 拉近物理與生活、模型與實際的距離,培養(yǎng)學(xué)生從不同角度看同一問題的素養(yǎng)和 學(xué)生的發(fā)散思維。用圖像表示物理量的變化,在生活中是十分常見的方法。在過 去教材中“用平滑曲線把點連起來改換為“根據(jù)所描點子的分布和走
2、向嘗試 用一條線來“擬合這些測量點,即將驗證性實驗換為探究性實驗,思路不一樣、 邏輯線索不一樣。學(xué)情分析1、打點計時器是高中一個重要的計時儀器,計時的同時還能記錄物體的運(yùn) 動情況,這對高一新生來說是全新的。2、本節(jié)容從知識到能力要求均很高,特別對剛?cè)敫咧械男律鷣碚f有難度, 更具有吸引力和挑戰(zhàn)性。教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能1會使用打點計時器;2會用打點計時器測瞬時速度;3理解速度一時間圖象。2、過程與方法1培養(yǎng)學(xué)生良好實驗習(xí)慣,體會實驗在物理學(xué)開展中的作用;2感受計時器的開展歷程;3了解極限思想在處理模型和實際中的作用。3、情感態(tài)度與價值觀通過對平均速度和瞬時速度的理解,讓學(xué)生感受物理邏輯之美;通過
3、實驗培 養(yǎng)學(xué)生的合作、善于交流、勇與修正自己錯誤的意識。教學(xué)重點和難點重點:1.打點計時器的使用。2.由紙帶計算物體運(yùn)動的瞬時速度。3 .畫物體的速度一時間圖象。難點:1、對紙帶數(shù)據(jù)的處理。2、圖象的畫法及對圖象理解。教學(xué)流程示意課前準(zhǔn)備電火花計時器和電磁打點計時器,紙帶,刻度尺,導(dǎo)線,電源J了解儀器與實驗操作對照儀器看說明書,引導(dǎo)學(xué)生注意其重點,如實驗原理、實驗步驟I方法等。交流與討論電磁打點計時器使用低壓交流電源工作,能不能使用直流電源,為1什么?從原理上考慮,電火花計時器與電磁打點計時器相比,哪個更好些,誤差可能會更?。繑?shù)據(jù)得出結(jié)論將原始數(shù)據(jù)填入表格,計算出各計數(shù)點的速度,作出vt圖教學(xué)
4、過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)容及教師組織學(xué)生探究過程設(shè)計意圖課前準(zhǔn)備電磁打點計時器、電火花計時器、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 V6 V交流電壓擋、導(dǎo)線假設(shè)干.聯(lián)系生活 實際導(dǎo)入課 題,充分表達(dá) “從生活走向 物理”的新課 程理念,同時 激發(fā)學(xué)生興 趣?;顒訉?dǎo)入同桌之間,一位同學(xué)手拿一支筆,另一位同學(xué)牽動 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.按照一定的時間間隔點擊紙帶比方每秒1次, 或每秒2次,比比看,看誰牽動紙帶的速度變化最小. 想一想,相鄰兩點的距離跟牽動紙帶的速度有什么關(guān) 系?牽動紙帶的快慢不均勻,對相鄰兩點所表示的時間 有沒有影響?
5、教師引導(dǎo)了解儀器當(dāng)物體沿直線運(yùn)動時,其位移在不斷變化,要研究 物體的運(yùn)動,我們首先要準(zhǔn)確記錄物體運(yùn)動的信息.直接 測量物體運(yùn)動的速度在技術(shù)上是比擬復(fù)雜的,我們在測 量時可以嘗試通過測量物體運(yùn)動的時間和位移,再經(jīng)過 計算或作圖來判斷物體的運(yùn)動情況.在實驗中,我們可以 使用秒表和尺子,直接測量物體運(yùn)動的時間和位移,但 當(dāng)物體運(yùn)動速度太快時,采用這種方法的測量誤差較大 打點計時器就是一種記錄物體運(yùn)動位移和時間信息的儀 器,我們可以通過測量位移和時間來計算物體運(yùn)動的速 度以及速度的變化快慢.學(xué)生分組 實驗探究,再 實驗驗證。培 養(yǎng)學(xué)生探究問 題的能力、創(chuàng) 新能力、觀察 動手實驗的能 力、交流和合 作的
6、意識。突 出研究物理問 題的思想方 法。對照儀器看說明書,引導(dǎo)學(xué)生注意其重點:觀察打 點計時器并閱讀其使用說明書,明確電磁打點計時器和 電火花計時器的構(gòu)造、各局部的名稱、工作原理及使用 方法.了解儀器電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器, 如下圖.工作電壓為4 V6 V.當(dāng)電源的頻率是50 Hz時, 它每隔0.02 s打一次點.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,線圈產(chǎn)生的交變磁場使振動片由彈簧鋼制成磁 化,振動片的一端位于永久磁鐵的磁場中.由于振動片的 磁極隨著電流方向的改變而不斷變化,在永久磁鐵的磁 場作用下,振動片將上下振動,其振動周
7、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 跟著上下振動起來,這時,如果紙帶運(yùn)動,振針就在紙 帶上打出一系列小點.歸 納 總 結(jié)電火花計時器使用時電源插頭直接插在交流220 V 插座,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)動時,也能帶動 墨粉紙盤運(yùn)動,當(dāng)按下脈沖輸出開關(guān)時,放電火花不至 于始終在墨粉紙盤的同一位置而影響到點跡的清晰度. 也可以用上述尺寸的白紙帶和墨粉紙帶位于下面做 實驗,還可以用兩條白紙帶夾著一條墨粉紙帶做實驗
8、; 墨粉紙可以使用比擬長的時間,一條白紙帶也可以重復(fù) 使用,應(yīng)注意降低實驗本錢.電磁打點計時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?從原理上考慮,電火花計時器與電磁打點計時器 相比,哪個更好些,誤差可能會更???猜測:電火花計時器可能會更好些,因為電磁打點 計時器中振針和紙帶間的摩擦?xí)笮?總結(jié):電火花計時器使用中運(yùn)動阻力極小,這種極 小阻力來自于紙帶運(yùn)動的本身,而不是打點產(chǎn)生的,因 而系統(tǒng)誤差小,計時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 3,這一方面也遠(yuǎn)優(yōu)于電磁打點 計時器,同時它的操作簡易,使用平安可靠脈沖放電 電流平均值不大于5 A.培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)
9、能力,為今后的學(xué)習(xí)打下根底。工作原理中是靠電流方向的改變來改變磁鐵的磁場 方向,從而促使振動片上下振動,并且振動片的振動周 期與電源的電流變化周期一致.假設(shè)使用50 Hz的交流 電,打點的時間間隔為0.02 s.這個值正好是電源頻率的倒數(shù).置?1.電磁打點計時器中怎樣安放復(fù)寫紙和紙帶的位根據(jù)學(xué)生2.振針打的點不清晰或打不出點可能是哪些原因?使用計時器怎樣調(diào)整?3.開啟電源打點完畢后要及時關(guān)閉電源,這樣做有什么好處?的實際操作, 讓學(xué)生體會操 作過程的樂 趣.指導(dǎo)學(xué)生 解決實驗過程 中遇到的問 題.處理紙帶時,從能夠看清的某個點開場,往后數(shù)出進(jìn)一步理假設(shè)干個點.如果數(shù)出n個點,這些點劃分出來的時
10、間間 解極限思想,滲透學(xué)習(xí)物理隔數(shù)是多少?展示某同學(xué)打出的一條點跡清晰的紙帶,并提出問 模型的意義。題:怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平均速度?測出兩個點間的距離,數(shù)一下這兩個點間共有多少個時間間隔,即有多少個0.02 s,用這個總距離去除以所需用的時間.時刻速度數(shù)據(jù)處理根據(jù)你的理解,求出連續(xù)8個點的瞬時速度,填入 表格中。如果我們以縱軸代表速度,橫軸為時間,請同學(xué)們 將表格中的數(shù)據(jù)填入坐標(biāo)紙上,處理這些點。1r I-J-T111-L 1 一.-1-J-11_11 -1111 1 -L T -L 11 1 -r t1 1LJ_, I I r -i - L J_, 1 1 r i - i i-
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12、 J _ I i-n _ i ii i-l r 一 -L J_ .i i-ii 一 i ii-l-L J_., iiii i- t - r n - i-l-L J_., Illii- t - r r iiiiJ _ L I I I i- t - r i- J_L 111i- i - r i iJIT J- 1T 1體會圖象在反映兩物理量時的直觀生。.漸豳培養(yǎng)學(xué)生從圖象獲1 -41 -I1 I-11-11-I1 -1111+11T T_|_ 11 1T Ti i 1- T _, 1 1 r-i_,L -I _ . 1 1 rn-i i ,-I- T11I- 1,_l_ J11T 1i i i-
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25、- + - I- T _ I- + -H- i_l_L J_., IlliJ1111- -1 - L1111- -1 - b IT-卜 I-J-LI I IJ_L1 -1*J-1板書設(shè)計實驗:用打點計時器測速度一、電磁打點計時器原理構(gòu)造使用考前須知二、電火花計時器原理構(gòu)造使用考前須知三、練習(xí)使用打點計時器四、用打點計時器測量瞬時速度五、用圖象表示速度教學(xué)反思用打點計時器測小車速度是一個非常重要的實驗,這個實驗里所涉及的處理 運(yùn)動學(xué)問題的思想、公式,是我們在以后的運(yùn)動學(xué)學(xué)習(xí)中需要不斷運(yùn)用的,在學(xué) 生建構(gòu)知識的過程中利用情景創(chuàng)設(shè)不斷開展教學(xué),讓學(xué)生深入的討論情況下,提 出問題和觀點,合作學(xué)習(xí)。教師
26、應(yīng)充分利用實驗課這一良好的氣氛培養(yǎng)學(xué)生的觀 察分析、實踐探究、歸納總結(jié)的能力,這將充分培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,克制學(xué)生 學(xué)習(xí)物理的畏難情緒。同時,也為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后面的知識打下扎實的根底。(高中物理必修一)實驗一:?用打點計時器測速度?一、教材分析打點計時器是高中一個重要的計時儀器,計時的同時還能記錄物體的運(yùn)動情 況,這對高一新生來說是全新的。通過對打點計時器的了解,掌握其使用方法。 平均速度和瞬時速度是本節(jié)的難點,教材用極限的思想,從平均速度過渡到瞬時 速度。加強(qiáng)對瞬時速度的理解,拉近物理與生活、模型與實際的距離,培養(yǎng)學(xué)生 從不同角度看同一問題的素養(yǎng)和學(xué)生的發(fā)散思維。用圖像表示物理量的變化,在
27、 生活中是十分常見的方法,本書在這方面加強(qiáng)了很多。在過去教材中“用平滑曲 線把點連起來改換為“根據(jù)所描點子的分布和走向嘗試用條曲線來“擬合 這些測量點,即將驗證性實驗換為探究性實驗,思路不一樣、邏輯線索不一樣。 此外,讓學(xué)生體會圖象在反映兩物理量關(guān)系時的優(yōu)越性。本節(jié)容從知識到能力要 求均很高,特別對剛?cè)敫咧械男律鷣碚f有難度,更具有吸引力和挑戰(zhàn)性。二、教學(xué)目標(biāo)一知識與技能了解兩種打點計時器的構(gòu)造和工作原理。會安裝并使用打點計時器。理解根據(jù)紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度。明確速度一時間圖象的意義,描點法畫圖象的方法,并畫出該實驗中的 速度一時間圖象。二過程與方法通過學(xué)生自己看打點計時器的說明書,
28、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。通過對紙帶的處理過程培養(yǎng)學(xué)生獲取信息、處理信息的能力,體會處理 問題的方法,領(lǐng)悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法。通過畫速度一時間圖象培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理數(shù)據(jù)的能力,體驗數(shù)學(xué)工 具在物理開展中的作用。體驗實驗中理性思維的重要,既要動手,更要動腦。三情感、態(tài)度與價值觀感覺打點計時器的巧妙設(shè)計思路,體會物理原理在解決實際問題中的指 導(dǎo)作用,增強(qiáng)將物理知識應(yīng)用于生活實際的意識。經(jīng)歷實驗過程,體驗科學(xué)實驗過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的 微妙。培養(yǎng)學(xué)生敢于創(chuàng)新和實事的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神。三、教學(xué)重點打點計時器的使用。由紙帶計算物體運(yùn)動的瞬時速度。3 .畫物體的速度一
29、時間圖象。四、教學(xué)難點對紙帶數(shù)據(jù)的處理畫圖象的方法。五、教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,親自動手實驗,并討論、交流學(xué)習(xí) 成果。六、教學(xué)過程一課前活動教師活動:課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)本節(jié)實驗。學(xué)生活動:學(xué)生看書明確實驗的各項任務(wù)及實驗儀器。二進(jìn)展新課1、對“打點計時器的認(rèn)識的學(xué)習(xí)教師活動:教師布置學(xué)生對照儀器看說明書,引導(dǎo)學(xué)生注意其重點局部學(xué)生活動:觀察打點計時器并閱讀其使用說明書,明確兩種打點計時器的構(gòu) 造、各局部的名稱、工作原理及使用方法。教師活動:指導(dǎo)學(xué)生動手練習(xí)使用打點計時器,并引導(dǎo)學(xué)生思考:紙帶上的 點與小車的位移和時間是如何對應(yīng)的,怎樣將紙帶上的點變成才目 關(guān)的數(shù)據(jù)。學(xué)生活動:
30、動手練習(xí)使用打點計時器,打出幾條紙帶,討論怎樣獲取數(shù)據(jù), 并用列表格的形式把數(shù)據(jù)列出。教師活動:聆聽學(xué)生答復(fù),進(jìn)展點評和指導(dǎo)學(xué)生活動:思考20頁的思考與討論:怎樣根據(jù)紙帶上的點跡計算紙帶的平 均速度?如果紙帶上的點跡分布不均,那么,點跡密集的地方表 示運(yùn)動的速度較大還是較小?教師活動:聆聽學(xué)生答復(fù),進(jìn)展點評。2、用打點計時器測量瞬時速度教師活動:根據(jù)前面所學(xué)的瞬時速度的理論,引導(dǎo)學(xué)生怎樣計算實際運(yùn)動中 物體的瞬時速度。教師巡回指導(dǎo)。學(xué)生活動:討論怎樣獲取數(shù)據(jù),怎樣根據(jù)自己的紙帶計算不同時刻的瞬時速 度并采用列表法有條理的列出。3、用圖象表示速度教師活動:引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣畫出速度一時間圖象,為什
31、么要用平滑的曲線 “擬合。學(xué)生活動:根據(jù)前面計算的瞬時速度,畫出速度一時間圖象,同組各成員之 間再次比擬運(yùn)動的區(qū)別,感受不同的運(yùn)動規(guī)律。體會交流“擬合 的意義。教師活動:聆聽學(xué)生答復(fù),點評。三課堂總結(jié)、點評1、打點計時器的原理構(gòu)造如圖5嚙出掙座電海捆頭JE帶FK L4-2 iliAfcr-lT#實驗原理:1電磁打點計時器:它是利用電磁感應(yīng)原理打點計時的一種儀 器,當(dāng)通過46V低壓交流電時,在線圈和永久磁鐵的作用下,振片便上下振 動起來,位于振片一端的振針就跟著上下振動而打點,這時,如果紙帶運(yùn)動, 振針就在紙帶上打出一系列點,當(dāng)交流電源頻率為50Hz時,它每隔0.02s打一 點,即打出的紙帶上每
32、相鄰兩點間的時間間隔為0.02s。2電火花計時器:它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點跡的計 時儀器。當(dāng)接通220V交流電源,按下脈沖輸出開關(guān)時,計時器發(fā)出的脈沖電流 經(jīng)接正極的放電針、墨粉紙盤到接負(fù)極的紙盤軸,產(chǎn)生火花放電,于是在運(yùn)動紙 帶上就打出一系列點跡。當(dāng)電源頻率為50Hz時,它也是每隔0.02s打一次點, 即打出的紙帶上每相鄰兩點間的時間間隔也是0.02s。電火花計時器工作時,紙帶運(yùn)動時受到的阻力小,比電磁打點計時器實驗誤差小。打在紙帶上的點,記錄了紙帶運(yùn)動的時間,如果把紙帶跟物體連在一起,紙 帶上的點就相應(yīng)地表示出運(yùn)動物體在不同時刻的位置。2、實驗器材電磁打點計時器或電火花計時
33、器及紙帶、刻度尺、電源、導(dǎo)線等。3、紙帶分析物體的運(yùn)動情況并能計算平均速度。1在紙帶上才目鄰兩點間的時間間隔均為0.02s電源頻率為50Hz,所以 點跡密集的地方表示紙帶運(yùn)動的速度彳艮小。2根據(jù)v=Ax/ At,求出在任意兩點間的平均速度,這里*可以用直尺 測量出兩點間的距離,At為兩點間的時間間隔數(shù)與0.02s的乘積。這里必須明確 所求的是哪兩點之間的平均速度。4、粗略計算瞬時速度。某點E的瞬時速度可以粗略地由包含E點在的兩點間的平均速度來表示。如 圖 1.4-1,V ev ,或 V =V 。E DGE DF說明:在粗略計算E點的瞬時速度時,可利用公式v=Ax/At來求解,但須 注意的是,如
34、果取離E點越接近的兩點來求平均速度,這個平均速度越接近E 點的瞬時速度,但是距離太小會使測量誤差增大,應(yīng)該根據(jù)實際情況選取這兩個 點。5、v-t圖象與其畫法為了更直觀地反映物體的運(yùn)動情況,我們可以用v-t圖象來表示速度隨時間的變化規(guī)律。以速度V為縱軸,時間t為橫軸建立直角坐標(biāo)系,根據(jù)計算出的不同時刻對 應(yīng)的瞬時速度值,在坐標(biāo)系中描點,最后用平滑曲線把這些點連接起來就得到了 一條能夠描述速度V與時間t關(guān)系的圖象。6、考前須知1電源電壓要符合要求,電磁打點計時器應(yīng)使用10V以下的交流電源; 電火花計時器要使用220V交流電源。2實驗前要檢查打點的穩(wěn)定性和清晰程度,必要時要進(jìn)展調(diào)節(jié)或更換器 材。3使
35、用打點計時器應(yīng)先接通電源,待打點計時器穩(wěn)定后再用手拉紙帶。4手拉紙帶時,速度應(yīng)快一些,以防點跡太密集。四實例探究打點計時器及應(yīng)用例1 一同學(xué)在使用打點計時器時,紙帶上點不是圓點而是一些短線,這 可能的原因是A.接在直流電源上B.電源電壓不穩(wěn)C.電源頻率不穩(wěn)D.打點針壓得過緊解析:A.接在直流電源上不會打點。A錯。B.打點與電壓是否穩(wěn)定無關(guān),點痕重輕與電壓有關(guān)。B錯。C-頻率不同打的點仍為圓點。故C錯。D.打點針壓得過緊。針和紙接觸時間長,打出一些短線。D正確。答案:D打點計時器直接測量的量例2電磁打點計時器是一種使用交流電源的計時儀器,根據(jù)打點計時器 打出的紙帶,我們可以從紙帶上直接得到的物理量是A.時間間隔 B.位移 C.加速度D.平均速度解析:從打下的紙帶上數(shù)一下點的個數(shù)就知道時間,因為兩個點的時間間隔 為0.02s.故A選項正確。用刻度尺量一下任意兩個點間的距離,就知道了物體的位移。故B選項正確。從紙
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