山东省淄博第一中学人教版高中物理必修一14实验：用打点计时器测速度教案

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1、实验：用打点计时器测速度【三维目标】（一）知识与技能1.了解打点计时器的计时原理，理解纸带屮包含的物体运动的信息（时间、位移）。2.会安装并使用打点计时器，理解根据纸带测量速度的原理并测量瞬时速度。3.明确速度■时间图象的物理意义，描点法画图象的方法，并画出该实验中的速度•时间图象，能从图象中获取有用的信息。（-）过程与方法1.通过学生自己看打点计时器的说明书，培养学生独立学习的能力。2.通过实验得出物体的运动信息，用数学方法表述出来，培养学生获取信息、处理信息的能力。3.通过画速度■时间图象培养学

2、生用图象法处理数据的能力。4.体验实验中理性思维的重耍。（三）情感态度与价值观1.体会物理原理在解决实际问题中的指导作用，增强将物理知识应用于生活实际的意识。2.经历实验过程，乐于探索自然界的奥妙。3.体验用图象的方法描述物理现象的乐趣，培养学生用数学方法处理物理问题的意识。【教学重点】1.学会使用打点计时器。2.能根据纸带计算物体运动的瞬时速度。3.会用描点法描绘物体的速度■时间图象，并从屮获取物理信息。【教学难点】处理纸带的方法，培养用描点法画图彖的能力。【课时安排】1课时【教学过程】一、新课引

3、入测定物体的速度并不是一件很容易的事情，特别是当物体的运动速度在不停变化时，测定某时刻的速度更是比较困难的。我们现在只研究直线运动的速度的测量问题。当物体沿直线运动时，其位移在不断变化，要研究物体的运动，我们首先要准确记录物体运动的信息。在实验中，我们对以使用秒表和尺子，直接测量物体运动的时间和位移，但当物体运动速度太快时，采用这种方法的测量误差较大。打点计时器就是一种记录物体运动位移和时间信息的仪器，我们可以通过测量位移和时间來计算物体运动的速度以及速度的变化快慢。今天我们就来学习用打点计时器测定

4、物体运动速度的方法，并用图象把这些速度形象地表示出来。二、新课讲解（一）电磁打点计时器教师布置学生对照仪器看说明书，明确电磁打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。电磁打点计时器是--种使用交流电源的计时仪器，如图所示，工作电压为4V〜6V。当电源的频率是50Hz吋，它每隔0.02s打一次点。通电以前，把纸带穿过限位孔，再把套在轴上的复写纸片压在纸带的上面，当接通电源后，线圈产生的交变磁场使振动片（由弹簧钢制成）磁化，振动片的一端位于永久磁铁的磁场屮。由于振动片的磁极随着电流方向的改变而

5、不断变化，在永久磁铁的磁场作用下，振动片将上下振动，其振动周期与线圈屮的电流变化周期一致，即为0.02so位于振片一端的振针就跟着上下振动起来，这时，如果纸带运动，振针就在纸带上打出一系列小点。复写錶二紙帯援片电磁打点计时器交流与讨论：电磁打点计吋器使用低压交流电源工作，大家想一想能不能使用直流电源，为什么？生：工作原理中是靠电流方向的改变来改变磁铁的磁场方向，从而促使振动片上下振动，并且振动片的振动周期与电源的电流变化周期一致。若使用50Hz的交流电，打点的时间间隔为0.02s,这个值正好是电源频

6、率的倒数。（二）电火花计时器教师布置学生对照仪器看说明书，明确两种打点计时器的结构、各部分的名称、工作原理及使用方法。电火花计时器的外形如图所示，它可以代替电磁打点计时器使用，也可以与简易电火花描迹仪配套使用。纸盘轴种性卡导电片黒粉纸盘一纸带2—紙帶1咬电叶电火花计时器使用时电源插头直接插在交流220V插座内，将裁成圆片（直径约38mm）的墨粉纸盘的中心孔套在纸盘轴上，将剪切整齐的两条普通有光白纸带（20mmx700mm）从弹性卡和纸盘轴Zl'可的限位槽中穿过，并且要让墨粉纸盘夹在两条纸带之间。这样

7、当两条纸带运动时，也能带动墨粉纸盘运动,当按下脉冲输出开关时，放电火花不至于始终在墨粉纸盘的同一位置而影响到点迹的清晰度。也可以用上述尺寸的白纸带和墨粉纸带（位于下面）做实验，还可以用两条白纸带夹着一条墨粉纸带做实验；墨粉纸可以使用比较长的时间，一条白纸带也对以重复使用，应注意降低实验成本。交流与讨论：从原理上考虑，电火花计时器跟电磁打点计时器相比，哪个更好些，误差可能会更小？生：电火花计吋器可能会更好些，因为电磁打点计吋器中振针和纸带间的摩擦会更大些。教师评论并系统总结:师：电火花计时器使用屮运动

8、阻力极小，这种极小阻力来自于纸带运动的本身，而不是打点产生的，因而系统误差小，计时精度与交流电源频率的稳定程度一致，同时它的操作简易，使用安全可靠。师：打点讣时器能记录哪些信息？生：时间和位移。下面的时间交给学生自主探究。（三）练习使用打点计时器学生自主阅读教材中的实验步骤提示。指导学生动手练习使用打点计时器，并引导学生思考：纸带上的点与小车的位移和时间是如何对应的，怎样将纸带上的点变成相关的数据？交流与讨论：针对问题，学生讨论实践后冋答：问题1:电磁打点计时器屮怎样