實驗用打點計時器測速度教學設計教案_第1頁
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文檔簡介

教學目標知識與技能1.了解打點計時器的計時原理,理解紙帶中包含的物體運動的信息(時間、位移).2.會安裝并使用打點計時器,理解根據紙帶測量速度的原理并測量瞬時速度.3.明確速度一時間圖象的物理意義,描點法畫圖象的方法,并畫出該實驗中的速度一時間圖象,能從圖象中獲取有用的信息.過程與方法1.通過學生自己看打點計時器的說明書,培養學生獨立學習的能力.2.通過實驗得出物體的運動信息,用數學方法表述出來.培養學生獲取信息、處理信息的能力,體會處理問題的方法,領悟如何間接測一些不能直接測量的物理量的方法.3.通過畫速度一時間圖象培養學生用圖象法處理數據的能力,體驗數學工具在物理發展中的作用.4.體驗實驗中理性思維的重要,既要動手,更要動腦.5.經歷科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物體運動.情感態度與價值觀1.感受打點計時器的巧妙設計思路,體會物理原理在解決實際問題中的指導作用,增強將物理知識應用于生活實際的意識.2.經歷實驗過程,體驗科學實驗過程的艱辛與喜悅,并樂于探索自然界的奧妙.3.體驗用圖象的方法描述物理現象的樂趣.培養學生用數學方法處理物理問題的意識.培養學生敢于創新和實事求是的科學態度和科學精神.4.培養學生合作與交流的精神,有將自己的見解與他人交流的愿望,養成在合作中既堅持原則又尊重他人的習慣.教學重難點教學重點1.學會使用打點計時器.2.能根據紙帶計算物體運動的瞬時速度.3.會用描點法描繪物體的速度一時間圖象,并從中獲取物理信息.教學難點處理紙帶的方法,用描點法畫圖象的能力.教學工具多媒體、板書教學過程一、實驗目的1.了解兩種打點計時器的結構和工作原理,并學會安裝和使用.2.理解根據紙帶測量速度的原理,學會粗略測量瞬時速度.3.理解速度—時間圖象的意義,掌握描點法畫圖象的方法.二、實驗原理1.打點計時器的原理及使用2.跟運動物體連在一起的紙帶上打出的點記錄了物體在不同時刻的位置,用刻度尺測出兩個計數點間的位移Δx,打兩個點的時間可用Δt=(n-1)×求得,則平均速度=Δt(Δx),當Δt很短時,可以認為Δt(Δx)為t時刻的瞬時速度.三、實驗器材電磁打點計時器(或電火花計時器)、學生電源(電火花計時器使用220

V交流電源)、刻度尺、紙帶、復寫紙、導線、坐標紙.四、實驗步驟1.了解打點計時器的結構,然后把它固定在桌子上.2.把電磁打點計時器的兩個接線柱用導線與6

V的低壓交流電源的接線柱相連接,讓紙帶穿過兩個限位孔,壓在復寫紙的下面.3.接通電源,用手水平地拉動紙帶,紙帶上就打出一行小點,隨后立即關閉電源.4.取下紙帶,從能看得清的某個點數起,數一數紙帶上共有多少個點.如果共有n個點,則用Δt=×(n-1)s計算出紙帶的運動時間Δt.5.用刻度尺測量一下打下這些點紙帶通過的距離Δx,利用公式=Δt(Δx)計算紙帶在這段時間內的平均速度.把測量和計算的結果填入表中.五、數據處理1.用打點計時器測量瞬時速度(1)選取一條點跡清晰便于分析的紙帶.(2)從能夠看清的某個點開始,每隔四個點取一個計數點,每兩個計數點間的時間間隔T=5×

s=

s.在紙帶上用O、A、B、C、D…標出這些“計數點”,如圖所示.依次測出OA、AB、BC、CD…之間的距離x1、x2、x3、x4…(3)A、B、C、D…各點的瞬時速度分別為:2.用圖象表示速度

用橫軸表示時間t,縱軸表示速度v,建立直角坐標系.根據測量的數據在坐標系中描點,然后用平滑的曲線把這些點連接起來,即得到如圖所示的v-t圖象.

六、誤差分析1.利用平均速度來代替計數點的瞬時速度自身會帶來系統誤差.為減小誤差,應取以計數點為中心的較小位移Δx來求平均速度.2.若采用分段測量計數點間的位移x,會使測量誤差增大.減小此誤差的方法是一次測量完成,即一次測出各計數點到起始計數點O的距離,再分別計算出各計數點間的距離.七、注意事項1.如果在紙帶上數出了n個點,那么,它們的間隔數是(n-1)個,它們的時間間隔為(n-1)×

s.2.使用打點計時器打點時,應先接通電源,待打點計時器打點穩定后,再拉動紙帶.3.手拉動紙帶時速度應快一些,以防點跡太密集.4.使用電火花計時器時,應注意把紙帶正確穿好,墨粉紙盤位于紙帶上方,使用電磁打點計時器時,應讓紙帶穿過限位孔,壓在復寫紙下面.5.為了減小實驗誤差,計數點要每隔T=

s選一個,即每隔四個點取一個計數點,而計算計數點的瞬時速度時,Δx、Δt應取此計數點前、后兩個點之間的位移和時間.即v=2T(xn+xn+1).6.打點計時器不能連續工作太長時間,打點之后應立即關閉電源.7.對紙帶進行測量時,不要分段測量各段的位移,正確的做法是一次測量完畢(可先統一測量出各個測量點到起始點O之間的距離).讀數時應估讀到毫米的下一位.實驗探究一、數據讀取例:在“用打點計時器測速度”的實驗中,打點計時器使用的交流電的頻率為50

Hz,記錄小車運動的紙帶如圖所示,在紙帶上選擇0、1、2、3、4、5的6個計數點,相鄰兩計數點之間還有四個點未畫出,紙帶旁并排放著帶有最小分度為毫米的刻度尺,零點跟“0”計數點對齊,由圖可以讀出三個計數點1、3、5跟0點的距離并填入表格中.【解析】1點對應時刻是0、2之間的中間時刻,求出0、2間的平均速度,即可認為是1點的瞬時速度,同理2、3、4、5點的瞬時速度也可求出.而相鄰計數點間的時間間隔T=

s.同理v3=

m/s,v4=

m/s,v5=

m/s.以O點為坐標原點,橫坐標表示時間,縱坐標表示速度,建立直角坐標系.根據前面計算出的結果在直角坐標系中描點,然后連線得到速度—時間圖象如圖所示.課后小結(1)電磁打點計時器和電火花計時器都是記錄運動物體在一定時間間隔內位移的儀器,要明白七原理。(2)會用紙帶求某段時間內的平均速度和某時刻的瞬時速度(3)會針對實驗數據進行誤差分析(4)v—t圖象:表示做直線運動物體的速度隨時間變化的規律.某段時間圖線與時間軸圍成的面積值表示該段時間內物體通過的位移大?。螤钜粯拥膱D線,在不同圖象中所表示的物理規律不同板書第四節:實驗:用打點計時器測速度1.電磁打點計

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