练习使用打点计时器 高中人教版教材 实验课教案

练习使用打点计时器

一、教学目标：

1、知识与技能

（1）了解打点计时器的计时原理，会安装并使用打点计时器

（2）理解纸带中包含的物体运动的信息(时间、位置、时刻) ，并根据纸带测量物体速度。

（3）明确v-t 图象的物理意义、描点法画图象的方法，并能画出该实验中的速度一时间图象从、图象中获取有用的信息．

2、过程与方法

（1）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，体会处理问题的方法，领悟如何间接测一些不能直接测量的物理量的方法．

（2）通过画速度一时间图象培养学生用图象法处理数据的能力，体验数学工具在物理发展中的作用．

（3）体验实验中理性思维的重要，既要动手，更要动脑．

3、情感态度与价值观

（1）感受打点计时器的巧妙设计思路，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，体验科学实验过程的艰辛与喜悦，并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，培养用数学方法处理物理问题的意识、敢于创新和实事求是的科学态度和科学精神．

（4）培养合作与交流的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，养成在合作中既坚持原则又尊重他人的习惯．

二、教学重点、难点：

1、教学重点：

（1）学会使用打点计时器．

（2）会用描点法描绘物体的速度一时间图象，并从中获取物理信息．

2、教学难点：

用描点法画图象的能力．

三、教学方法：

探究法、讲授法、讨论法

教具准备：

多媒体课件、电磁打点计时器、电火花计时器、学生电源、导线、纸带．

教学过程：

一、打点计时器的分类

师：同学们翻开书本第19页，通过预习，书上给我们介绍了哪两种打点计时器？ 生：电磁打点计时器和电火花打点计时器.

（1）电磁打点计时器

师：我们首先来学习电磁打点计时器的内容，阅读书本第19页的内容抢答电磁打点计时器的结构、特点：（边提问，边写板书，提醒学生做好笔记）

师：介绍工作原理（展示PPT ，讲解原理，指导学生抄录）：接通交变电源，线圈中产生周期性变化的磁场，振动片被磁化，它的极性随线圈中磁场的变化而变化，于是振动片与永磁体之间产生周期性的引力和斥力，振动片就上下振动，于是带动振针振动，振针压在复写纸上就会在纸带上打下点. 。

使用步骤：

师：再次浏览第19页的内容，说出纸带的安装位置的？

生：穿过限位孔，安装在复写纸的下方.

师：安装在复写纸下方是振针压在复写纸上时，可以在纸带上打上点，为什么要穿过限位孔呢？

生：防止纸带左右滑动.

师：如果纸带滑动得厉害，会影响后期的数据采集，或者根本打不上连续的点. 有同学产生这样的疑问吗？为什么复写纸会是圆的呢？

（教师用手拉动安装好的纸带，让学生看到复写纸在转动，引导学生得出“复写纸做成圆形，是为了方便转动，保证点的清晰”的结论. ）

师：纸带安装好后，开始使用电磁打点计时器的时候，先做什么？

生：先接通电源，待振针稳定后再开始操作.

师：介绍“计时点”和“计数点”（教师画出一条模拟的纸带）：相邻两个计时点间的时间间隔为0.02s ，同时计时点间的距离也很小，为了减小误差，我们可以选取某些计时点，比如1、2中间隔两个计时点，2、3中间也隔两个，3、4中间还是隔两个，我们给选出的点另外命名叫：计数点.

我们看一下，这里的四个点有三个间隔，所以，n 个点有几个间隔？

生：n-1个间隔.

师：我们学习了电磁打点计时器的相关原理，那么应该如何利用电磁打点计时器测运动规律呢？（教师手动示范电磁打点计时器打点）

学生观察老师打点.

师：老手刚才打出的纸带能反映什么问题？

生：运动的时间，某时刻对应的位置.

师：我们还可以间接测出哪些物理量？

生：速度、位移.

师：位移是用末位置坐标减初位置坐标，你是怎样得到速度的？

生：计算得到.

师：计算出速度之后，我们可以怎样直观地观察出速度的变化规律？

生：画v-t 图像.

师：假设这就是我们算到的几个速度.

（教师画出模拟的v-t 图像散点图）

我用直线将点两两连接起来. 有谁能猜测出老师的心理：为什么会想到把点连接起 来？

生：方便研究速度随时间的变化规律.

师：速度的变化是平滑的，不可能忽上忽下，那么，老师在这里用这条折线连接各点，好吗？阅读书本第22页的内容。

生：要用平滑的曲线连接.

师：如何理解平滑？

生：就是要让更多的点在线上或者尽可能分布在线的两侧.

师：刚才老师是用手拉动纸带的，如果换成小车，如何利用打点计时器研究小车运动规律呢？

生：把小车和纸带连在一起.

（2）电火花打点计时器

师：电磁打点计时器由于有振针与纸带的接触，在纸带运动的过程中，会产生较大的摩擦，从而会有较大的实验误差，为了减小这种误差，我们在实验中就用到实验室为我们

准备好的电火花打点计时器. 阅读书本第20页的内容，回答我的问题.

总结两打点计时器的区别：电磁打点计时器：振针和复写纸配合打点.

电火花打点计时器：电火花和墨粉盘配合打点.

师：开始动手实验（学生练习打点，教师在学生中间帮助解决问题，收集有代表性的纸带）

二、实验中纸带上点的分析

师：老师收集了几根有代表性的纸带，我们来看看出现问题的原因.

标准的纸带打出的点应该是这样一系列的小圆点：. . . . . . . . .

（1）有的纸带上只有几个点，说明：物体被释放前没有紧靠打点计时器，没有充分利用纸带.

（2）一段很长的线或者没有点：接的是直流电.

（3）点划线或者短线（演示什么是点划线）：振针压纸带过紧，针与纸带接触的时间长，使点迹变成了线迹.

（4）打出的是双圆点：指针松动.

（5）如果电源频率不稳定还能打点吗？

生：仍然可以打出点，但无规律.

（6）如果是电压不稳定呢？

生：不影响打点的时间间隔，只影响打点的清晰程度.

三、课堂小结

指导学生横向比较记忆两种打点计时器的工作电压、工作原理、结构.

强调电磁打点计时器的使用步骤.

四、布置作业：纸带处理并完成实验报告册

主板书：

一、打点计时器种类 ①电磁打点计时器

②电火花打点计时器

（1）电磁打点计时器

工作电压：10V 以下低压交流电 f=50Hz 表示每隔t=1/f=0.02s 打一个点 结构：

工作原理：

使用步骤：（看书）先接通电源，待振针稳定后再开始操作.

纸带能直接反映：运动的时间，某时刻对应的位置.

（2）电火花打点计时器：

工作电压：220V 交变电压 ，0.02s 打一个点

工作原理：

区别：电磁：振针和复写纸

电火花：电火花和墨粉盘

二、实验中纸带上点的分析